Возможные замены хладонов

В Германии Министерство экологии и охраны окружающей среды рекомендует перевод существующих холодильных установок, работающих на хладагенте R12, на R22 и R134a. Однако для этих целей можно использовать также и другие хладагенты с низким потенциалом истощения озонового слоя, например R410A, R507.

Для замены хладагента R502 рекомендуются следующие холодиль­ные смеси:

R404A(R125/R134a/R143);

R407AHR407B(R32/R125/R134a);

R507(R125/R143a);

R 32/R125/K143a (10%/45%/45%) - торговая марка FX 40, Elf Atochem.

Кроме указанных выше смесей в. качестве замены для R502 можно найти хладагенты с более низким значением потенциала истощения озонового слоя.

В качестве альтернативы используемым в настоящее время в промышленных и коммерческих установках хладагентам R12, R22 и R502 уже давно рекомендуются так называемые природные хладагенты, такие как пропан (R290), изобутан (R600a) и аммиак (R717), которые не представляют угрозы для окружающей среды. Однако при использовании таких хладагентов должны строго выполняться все предписанные меры предосторожности, позволяющие избежать опасных воздействий на обслуживающий персонал или сооружения, в которых установлены холодильные установки.

Краткая информация

по основным холодильным агентам

•R717. Аммиак. Формула NH₃. Бесцветный газ с характерным резким запахом. Токсичен, сильно раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, ПДК (предельно допустимая концентрация) составляет 20 мг/м³. Пожаро- и взрывоопасен. Класс опасности - 1. Хорошо растворяет воду. Химически инертен по отношению к черным металлам и бронзе, однако в присутствии влаги реагирует с медью и медно-цинковыми сплавами, а также быстро ухудшает качество смазочных масел. На порядок дешевле хладонов. Давление конденсации при +30 °С равно 1,168 МПа; температура кипения при атмосферном давлении -33,34 °С; теплота парообразования - 1369,7 кДж/кг.

•R22. Дифторхлорметан. Формула CFC1H. Бесцветный газ со слабым запахом трихлорметана. Нетоксичен, ПДК 3000 мг/м³. Негорюч. Класс опасности - 4. Плохо растворяет воду, поэтому холодильная система требует тщательной осушки. Хороший растворитель органики и резины, инертен к большинству металлов. Давление конденсации при +30 °С равно 1,191 МПа; температура кипения при атмосферном давлении -40,81 °С; теплота парообразования - 233,2 кДж/кг.Ri34a. Тетрафторэтан. Формула CFCFH. Бесцветный газ. ПДК в настоящее время не установлена. Трудногорюч. Класс опасности - 4. Инертен к большинству металлов. Давление конденсации при 30 °С равно 0,773 МПа; температура кипения при атмосфер­ном давлении -26,5 °С; теплота парообразования - 216,5 кДж/кг.

•R404a. Неазеотропная смесь чистых хладагентов R125/143a/134a в пропорции 44/52/4% по массовым долям, поэтому кипение в испарителе происходит при переменной температуре (изменение температуры по длине аппарата около 5 °С). Температура кипения при атмосферном давлении -46,5 °С, теплота парообразования близка к хладону R22. Высокое давление конденсации (порядка 2-2,8 МПа) повышает требования к качеству монтажных работ.

Хранение и перевозка холодильных агентов

Емкости для холодильных агентов

Если речь идет о небольших количествах холодильных агентов, то они поставляются в емкостях из алюминия. Такие емкости, имея прочность не ниже стальных емкостей, обладают существенным преимуществом: они вдвое легче, чем стальные.

С тех пор как возникла необходимость регенерации для повторного использования сливаемых из установок использованных хладагентов, понятие «чистые хладагенты» относится как к тем, что еще не были в эксплуатации, так и к тем, что уже использовались, но были регенерированы в отличие от загрязненных хладагентов, извлеченных из установки. В связи с этим следует различать сосуды для чистых хладагентов и для загрязненных. Эти два типа сосудов внешне различают по окраске. Для сосудов, специально предназначенных для слива в них хладагентов, которые подлежат регенерации, предусмотрена зеленая флюоресцирующая окраска, тогда как чистые сосуды для неиспользовавшихся или регенерированных хладагентов окрашиваются в различные цвета в зависимости от марки хладагента, а именно:

бледно-серый для R12;

ярко-зеленый для R22;

бледно-голубой для R134a;

розовый для R142 b.

Независимо от того, для каких хладагентов, чистых или загрязненных, предназначены емкости, они должны быть испытаны на прочность при давлении, как минимум в 1,5 раза превышающем давление насыщенных паров соответствующего хладагента при температуре 50 ⁰С, считающейся базовой температурой для Европейской территории (для тропических территорий исходят из другого коэффициента запаса прочности и температуры 65 °С). Так, например, минимальное давление испытания сосуда, предназначенного для хранения R22, составит 1,5•19,42=29,13 бар, где величина давления взята из таблицы насыщенных паров.

Баллон, испытанный при одном и том же давлении, может быть заполнен различными средами, однако при этом необходимо убедиться, что максимальное количество залитого в него вещества меняется при переходе от одного хладагента к другому.

Заправка зависит одновременно от внутреннего объема баллона (называемого также заправкой по воде) и плотности заливаемого сжиженного хладагента. Следовательно, для каждого продукта существует своя максимальная степень заполнения, которая зависит от характеристик холодильного агента и выражается в килограммах на литр заправки по воде.

Степень заполнения оговаривается международными или национальными требованиями и определяется в зависимости от занятого объема и давления, развивающегося при данной температуре.

Техника безопасности при эксплуатации холодильных машин

с учетом свойств холодильных агентов

В зависимости от степени опасности и характера физиологического воздействия на людей, воспламеняемости и взрывоопасности смесей с воздухом холодильные агенты подразделяют на три группы:

1. Невоспламеняющиеся, нетоксичные холодильные агенты.

2.Токсичные и вызывающие коррозию холодильные агенты, нижний предел воспламенения которых (или нижняя граница взрыва) составляет более 3,5% по объему в смеси с воздухом.

3.Холодильные агенты, нижний предел воспламенения которых (нижняя граница взрыва) ниже 3,5% по объему в смеси с воздухом.

При использовании холодильных агентов разных групп в одной и той же системе охлаждения должны учитываться правила каждой группы.

Группа 1

К этой группе относятся невоспламеняющиеся холодильные агенты, имеющие такие свойства, что при полной зарядке ими системы в количестве, достаточном для охлаждения объекта, весь хладагент (вся зарядка) может быть выброшен в окружающую среду, где находятся люди, и при этом не будут превышены пределы концентрации.

Использование системы непосредственного охлаждения в помещении, занятом людьми, представляет собой важную проблему безопасности. Непосредственные системы должны подчиняться требованиям в отношении разрешенного количества хладагентов, регламентируемых из-за их токсичности и опасности асфиксии. Токсичные продукты разложения могут при некоторых условиях получаться в результате контакта с пламенем или нагретыми поверхностями.

Основными продуктами разложения хладагентов группы 1 кроме углекислого газа являются соляная и фтористоводородная кислоты. При всей их токсичности они автоматически надежно дают о себе знать благодаря чрезвычайно резкому, раздражающему запаху даже при слабой концентрации.

Практически допустимая концентрация определяется при помощи таблицы, относящейся к самому малому помещению, занятому людьми. При этом поступление воздуха в охлаждаемый объем принимается не менее 25% от полного объема поступления воздуха в данный объем. Это ограничивает концентрацию, которая могла бы получиться в результате утечки хладагента из системы.

Система, содержащая хладагент группы 1 в количестве, большем, чем это допускается по табл. 8.3, должна быть выполнена по схеме системы промежуточного типа, и все части, содержащие хладагент, за исключением трубопроводов, должны быть размещены в машинном отделении или вне здания. Необходимо следить за тем, чтобы не образовывались застойные зоны хладагента более тяжелого, чем воздух. Во всех случаях необходимо заботиться о том, чтобы уменьшить утечки хладагента в окружающую среду.

Группа 2

К этой группе относят токсичные холодильные агенты. Несколько хладагентов этой группы являются также воспламеняемыми, но с нижней границей воспламеняемости, равной или выше 3,5% по объему, что требует надлежащих дополнительных ограничений.

Аммиак - единственный холодильный агент этой группы, который широко применяется в холодильной промышленности. У него есть преимущество. Он благодаря своему резкому запаху сигнализирует об утечке даже при концентрации, гораздо более низкой, чем уровень концентрации, представляющий опасность. Аммиак воспламеняется лишь в очень ограниченном диапазоне концентраций. При повышении температуры воспламеняемость аммиака увеличивается.

Все другие холодильные агенты этой группы используют редко и рассматривают как вышедшие из употребления. Они представляют лишь теоретический интерес.

	Таблица Допустимая концентрация паров холодильных агентов
Цифровое обозначение хладагента	Химическое название	Химическая формула	Практически допустимая концентрация', кг/м3
R11	Фтортрихлорметан	CC13F	0,3
R12	Дифтордихлорметан	CC1,F2	0,5
R12B1	Дифторбромхлорметан	CBrClF2	0,2
R13	Трифторхлорметан	CC1F3	0,5
R13B1	Трифторбромметан	CBrF3	0,6
R22	Дифторхлорметан	CHCIF2	0,3
R23	Трифторметан	CHF3	0,3
КПЗ	Трифтортрихлорэтан	CCI2FCCIF2	0,4
R114	Тетрафтордихлорэтан	CC1F2CC1F2	0,7
R500	R12(73,8%)+R152a (26,2%)	CC12F2/CH3CHF2	0,4
R502	R22(48,8%)+R115 (51,2%)	CHCiF2/CClF2CF3	0,4
R503	R23(40,l%) + R13 (59,9 %)	R23(40,l%) + R13 (59,9%)	0,4
R744	Углекислый газ	C02	0,1

Группа 3К этой группе относят взрывоопасные и легковоспламеняемые холодильные агенты с нижней границей воспламеняемости ниже 3,5% по объему. Эти холодильные агенты обычно слаботоксичны. Практически допустимая концентрация паров холодильных агентов группы 1 при аварийных ситуациях указана в табл..