Замена хладагента R22 на альтернативный

В настоящее время хладагент R22 является одним из основных хладагентов, используемым в холодильных системах. Однако данный хладагент, из-за его влияния на озоновый слой Земли не может быть использован в долгосрочной перспективе в соответствии с государственным регулированием оборота озоноразрушающих веществ и содержащей их продукции, так как потенциал озонобезопасности равен 0.05 (ODP=0,05). Члены Таможенного союза (Российская Федерация, Республика Беларусь и Республика Казахстан) проводят мероприятия, направленные на поэтапный отказ от производства оборудования и изделий, в которых используются озоноразрушающие вещества, и переход к 2015 г. на производство озонобезопасного оборудования и изделий. Министерства согласовывают и утверждают в установленном порядке Национальные планы действий по этапному прекращению производства и потребления гидрохлорфторуглеродов в 2012-2015 гг. и переход на озонобезопасные хладагенты с потенциалом разрушения озонового слоя равным нулю (ODP=0) [3,4].
На сегодняшний день разработан и всесторонне испытан ряд хлор-несодержащих хладагентовс ODP=0 альтернатив.
В данной статье представлен структурный обзор, а также анализ основных преимуществ, однокомпонентных и смесевых хладагентов с ODP равным нулю, которые являются альтернативами R22 в регионах с высокой температурой окружающей среды.
Также берется во внимание потенциал воздействия на глобальное потепление (GWP).

Кроме того, учтен стандарт 34-1997 ASHRAE "Классификация по группам безопасности", в котором введены две категории хладагентов по токсичности – А и B, и три группы пожарной безопасности в каждой из этих категорий. Первую группу в каждой категории составляют негорючие хладагенты А, вторую – с "умеренной" воспламеняемостьюА2, третью – высокогорючиеА3. Токсичным хладагентом уже считают индекс B1.

На основе проведенного обзора, сделано заключение, что в настоящее время наиболее приемлемыми в качестве альтернативных для R22 являются хладагенты: R404А, R407, R507 и R134а.
В результате проведенного термодинамического расчета [2] эффективности различных хладагентов с учетом условий эксплуатации (температура кипения tо=+10 ℃, расчетная температура конденсации tр.к=+65 ℃) были сделаны следующие заключения:
1. Все рассматриваемые холодильные агенты (R404А, R407В, R507 и R134а), за исключением R134а имеют давление конденсации выше, чем у существующего хладона R22 на 19%.
2. Рекомендуется применять хладон R134а, у которого на заданный температурный режим давления конденсации на 30% ниже, чем у хладона R22 (при заданных условиях эксплуатации).
3. При работе на хладоне R134а повышение потребляемой мощности по сравнению с R22 на 28% связано с увеличением объемной производительности компрессора. Однако удельная энергия, затрачиваемая на сжатие пара, на 9% меньше, и холодильный коэффициент на 1% больше.

Максимальные температуры конденсации для разных типов компрессоров, при применении различных холодильных агентов сведены в таблице 1 [1].

Максимальные температуры конденсации для компрессоров с разными хладагентами

Таблица 1

№ п/п Наименование компрессора Тип хладагента Максимальная температура конденсации tкmax
1 Поршневой R22 62

R407C 62
R404A 55
R507A 55
R717 55
R134a 80

2 Спиральный R22 65

R407C 65
R404A 55
R507A 55
R134a 70

3 Винтовой сальниковый R404A 55

R507A 55
R134a 70

4 Винтовой полугерметичный R404A 55

R507A 55
R22 60
R134a 65

С учетом условия, что холодильные машины работают при расчетной температуре конденсации tк.р=650С обеспечивается стабильная и гарантированная работа компрессора, заправленного только хладоном R134a.
Вывод.
В результате обзорного и расчетно-теоретического анализа альтернативных для R22 хладагентов в регионах с высокой температурой окружающей среды наиболее оптимальным в настоящее время является хладон R134а с категорией пожароопасности А1; ODP=0; GWP=1300; tкр.=101.1.
В долгосрочной перспективе (10 лет и более, из известных на сегодняшний день хладагентов) является хладагент R1234yf с категорией пожароопасности А2; ODP=0; GWP=4; tкр.=95.65.