06.08.2018

Природные хладагенты (углеводороды) наступают…

В.В. Шишов, главный инженер группы компаний «Фармина», доцент МГТУ им. Н.Э.Баумана
(журнал "Холодильная Техника" №7, 2018 г.)

Поиск новых альтернативных хладагентов (ХА) продолжается, поскольку HFC имеют высокие значения потенциала глобального потепления (GWP).  Страны ЕС отказываются от применения HFC и вводят новые, более жесткие условия по эксплуатации фторсодержащих газов. Был введен запрет на производство бытовых холодильников, использующих ХА, GWP которых выше 150. Будет запрещено использование HFC с GWP равным 2500 и выше в герметичных холодильниках для коммерческого использования. В последние годы возрос интерес к использованию углеводородных ХА, в частности пропана (R-290). Преимущества при использовании R-290 заключаются в возможности его применения как   в системах, разработанных для работы на R-290, так и в качестве альтернативы для систем, работающих на HСFC и HFC, что при определенных обстоятельствах позволяет произвести замену ХА не только в новом, но и в действующем торговом холодильном оборудовании. Переход торгового холодильного оборудования на использование R-290 обосновывается увеличением энергоэффективности холодильной системы, уменьшением ущерба для окружающей среды (ODP = 0, GWP = 3), меньшей стоимостью R-290 в сравнении с другими ХА, наличием сырьевой и производственной базы для местного производства R-290. В промышленных холодильных установках в нефтегазовой отрасли, R-290 используется уже много лет.  R-290 может использоваться в торговом холодильном оборудовании и в малых установках кондиционирования воздуха с ограниченной заправкой. Имеются примеры использования R-290 и в более крупных системах охлаждения (чиллеры).

   Главным недостатком R-290 является его пожароопасность. Возгорание R-290 (чистый R-290 не обладает запахом) может произойти при одновременном сочетании трех условий: утечки газа; образование взрывоопасной концентрации смеси воздуха и R-290; наличие искры и/или высокой температуры. Температура самовоспламенения R-290 в воздухе (при p=101 кПа) равна 466 0С. При проектировании систем, работающих на R-290, следует следовать специальным требованиям безопасности, а также строго соблюдать технологию изготовления и монтажа, применять соответствующие методы обслуживания оборудования. Новое оборудование для R-290 необходимо проектировать с эффективностью равной или превышающей текущий уровень эффективности оборудования для HFC: всегда следует помнить, что технические решения, используемые для улучшения экологических аспектов, не могут игнорировать достижение повышенной эффективности.

   Как и все другие углеводородные ХА, R-290 относится к малотоксичным ХА группы А3, с низким пределом взрываемости. Степень чистоты R-290, используемого в качестве ХА, должна быть высокой. Сжиженный газ, используемый в качестве топлива, а также для технических целей, с классом чистоты 95% не подходит для заправки герметичных систем охлаждения, так как содержание воды, серы и других примесей в нем достаточно высокое. Для заправки систем охлаждения должен использоваться R-290 с классом чистоты 99,5%.  R-290 с такой степенью чистоты химически неактивен, поэтому при использовании данного ХА не возникает проблем с выбором конструкционных материалов деталей компрессора и теплообменников, используются те же самые электроизоляции, уплотняющие материалы.

   Холодильные системы с заправкой R-290 не более 150 грамм, могут быть размещены во всех помещениях, в которых размещаются холодильные системы, заправленные не воспламеняющимся ХА, без дополнительных ограничений.

   Растворимость ХА в смазочном масле является одним из его важных качеств. R-290 обладает полной химической совместимостью почти со всеми типами смазочных масел, используемых в холодильных машинах. 

Литература: Руководство по применению пропана в качестве альтернативы ГХФУ 22 в холодильном оборудовании и в кондиционерах / А. Муминов, М. Салманова. Ташкент, 2017.