01.01.2009

Чиллеры большой производительности на R410A.

Шишов В.В., главный инженер компании «Фармина», Клоков М.Ю., менеджер продаж компании «AHI Carrier»
(журнал "СОК", №3, 2005 г.)

Путь замены традиционных хладагентов на экологически чистые в кондиционировании был не так прост, как в коммерческом холоде. Первый шаг шаг в этом направлении – замена на R134а и R407С. В ближайшие годы при замене R22 будет лидировать R410А, несмотря на то, что требуется кардинально поменять весь "машинный парк" холодильных установок.

Известны этапы вытеснения хладагента R22 в Европе:
2004 год – запрет производства оборудования, использующего R22;
2010 год - запрет производства R22;
2015 год - запрет использования R22 для сервисных работ в Европе.

Уже несколько лет американские, европейские и японские фирмы производят небольшие бытовые кондиционеры, работающие на экологически чистом хладагенте R410А (около 12 различных брендов в кондиционировании и тепловых насосах выпускается в США и Канаде). Его коэффициент озоноопасности ODP = 0,00, коэффициент тепличного эффекта GWP =1890.

В системах, использующих зеотропные смеси с высоким температурным скольжением (R407С), более летучие компоненты покидают первыми установку при утечках во время стоянки (процесс фракционирования). Фракционирование значительно усложняет эксплуатацию, в том числе, процесс зарядки установки хладагентом.
R410A –квазиазеотропная смесь из двух гидрофторуглеродных (HFC) хладагентов R 32,
R 125, смешанных в равных массовых долях хладагенты (50/50).

Хладагент почти не имеет температурного скольжения - температурный глайд < 0,17 К. При атмосферном давлении (1.013 бар) точка кипения –51.51°C, точка росы –51.49°C.

Поэтому при утечке состав смеси в холодильной системе остается практически без изменений, что позволяет избежать полной регенерации хладагента после ремонта.

Заправку хладагента R410А, как и R407С, следует осуществлять в жидкой фазе.

Так же как и все новые смеси R410А не растворим в минеральном масле, и предполагает использование синтетического полиэфирного масла (POE).

Испытания новых коммерческих систем кондиционирования на R410A со спиральными и поршневыми компрессорами показали, что кондиционеры на 5÷6% эффективнее, чем работающие на R22, они также эффективны при использовании в режиме теплового насоса.

Новый хладагент характеризуется существенно более высокими значениями рабочих давлений - рабочее давление в системе на 60% выше, чем у R22 (см. рис.1).


Рис. 1.

Модернизация оборудования требует внесения конструктивных изменений для увеличения прочности - толщина стенок корпусов компрессоров и труб должна быть больше.

Степень сжатия π ниже - при стандартных условиях: R410A (2.65) < R22 (2.79) < R407C (3.17).

Теплоемкость выше, а плотность жидкого хладагента ниже (см. табл.1). Объемная холодопроизвордительность R410A больше чем у R22 и R407C примерно на 30%, поэтому диаметр трубопроводов меньше.

Испытания показали, что коэффициент теплоотдачи при кипении на 30% выше, чем у R22.

Хладагент

R410A

R407C

R22

R134a

Cр (Кдж/кг К)

1,472

1,371

1,152

1,337

ρ, (кг/м3)

1170

1235

1285

1295

 

Потери давления в испарителе и конденсаторе на 40% ниже, чем у R22.

Следовательно, уменьшаются размеры холодильных линий, змеевиков испарителей и т.д.

В случае работы в условиях высоких температур конденсации перепад давлений большой, поэтому требуется другой ТРВ.

Хладагент относится к невоспламеняемым веществам, нетоксичный и стабилен при нормальных рабочих условиях. При экстремально высоких температурах может разлагаться на ядовитые и/или коррозионные продукты.

Плотность пара R410А в три раза выше плотности воздуха, поэтому возможно его скопление в помещении у пола.

До недавнего времени кондиционеры на R410А выпускались небольшой производительности. Компанией CARRIER в течение последнего времени проводились интенсивные исследования в области применения холодильного агента R410А на чиллерах большой производительности, и в итоге была разработана серия воздухоохлаждаемых холодильных машин серии AQUASNAP 30RB (см. рис.2).


Рис. 2.

В течение 2004 года прототипы машин указанной серии проходили ходовые испытания на объектах, расположенных в различных климатических зонах и частях света, и по результатам испытаний было принято решение о начале серийного производства холодильных машин данного типа.

Модельный ряд 30RB включает в себя 12 типоразмеров номинальной производительностью (по условиям ЕВРОВЕНТ) от 256 до 753 кВт. Это первый и, на сегодняшний день, единственный пример применения R410А на холодильных машинах подобной мощности. В холодильной машине 30RB применяются спиральные компрессоры Performer Maneurope двух типоразмеров (70 и 88квт производительности) с высоким холодильным коэффициентом для данного класса компрессоров (до 3,37).

В зависимости от типоразмера холодильная машина может включать до трех независимых хладоновых контуров - до 4-х компрессоров в каждом. Такое количество компрессоров позволяет осуществлять регулировку производительности по принципу пуск/остановка без потери показателей эффективности на неполных и малых тепловых нагрузках, т.к. при снижении производительности, холодильный коэффициент установки остается неизменным, чего не удается достичь в случае регулировки производительности другим путем. Например, в случае использования на холодильной машине одного двухвинтового компрессора с плавной регулировкой производительности, показатель потребления снижается всего лишь до 53% процентов от номинала при условии понижения холодпроизводительности до 33%, тогда как в случае применения комбинации из трех спиральных компрессоров потребление снизится пропорционально производительности и составит 33% от номинального потребления энергии. Для регулирования температуры конденсации применяются вентиляторы с приводом переменной частоты вращения, что позволяет использовать холодильную машину при низких температурах окружающей среды и повысить показатели эффективности на номинальных режимах.

В мае текущего года должно быть начато серийное производство модификации 30RQ c возможностью работы в режиме теплового насоса, а в июле исполнения с возможностью работы по принципу Free-Cooling . Таким образом, можно говорить о замене R407C в системах кондиционирования средней/большой производительности на эффективный и более удобный в эксплуатации и R410A.

Фирма Maneurope разработала следующие спиральные компрессоры, работающие с хладагентом R410А:
новая легкая коммерческая серия - SH090 (7,5ТR), SH120 (10ТR), SH140 (11,5ТR) и коммерческая серия - SH180 (15ТR), SH240 (20ТR), SH300 (25ТR).

Особенности компрессоров: меньше размер спирали, меньше степень сжатия и потери от внутренних перетечек газа.

Область применения этих компрессоров смотри на рис.3.


Рис. 3.

Ведутся работы по созданию винтовых компрессоров на R410А.


Компания Фармина, оставаясь Вашим надежным партнером, предлагает Вам продукцию Европейских производителей.

В наличии на нашем складе широкий выбор полугерметичных компрессоров производства итальянского завода FRASCOLD и немецкого производителя BOCK.

Также наша компания имеет широкий ассортимент линейной автоматики производства DANFOSS, CASTEL, RANCO и РИДАН.

На нашем складе имеется электроника CAREL.

+7 (495) 787 87 43

Компания Фармина продолжает поставлять на Российский рынок продукцию высокого качества известных мировых брендов, которые зарекомендовали себя, как производители надёжных холодильных компонентов.
По всем вопросам и расчетам обращайтесь к нашим сотрудникам.