Пособие для ремонтника. Справочное руководство

102.3. Хладагент 410А — хладагент с большим будущим

R410А — новый хладагент категории ГФУ (HFC) — получил известность как успешный хладагент для систем кондиционирования и тепловых насосов с холодопроизводительностью, ограничиваемой в настоящее время несколькими десятками кВт.

R410A — это двухкомпонентная смесь R32 (50 % по массе, температура кипения при атмосферном давлении -51,6 °C) и R125 (50 % и -48,5 °C, соответственно).

Очевидным преимуществом R410A по сравнению с R407C является пренебрежимо малое значение температурного глайда, всего 0,1 К (это так называемая псевдоазеотропная смесь). С другой стороны, основным недостатком R410A без сомнения является то, что рабочие давления R410A гораздо выше, чем у R407C (или R22).

Чтобы убедиться в этом рассмотрим испаритель, представленный на рис. 102.6.

При температуре кипения 7 °C (точка А) давление R410A равно 8,8 бар.

Благодаря пренебрежимо малой величине температурного глайда (0,1 К) можно считать, что на участке трубопровода от точки А до точки В, где выкипает последняя капля жидкости, температура не меняется.

Далее, на участке В-С пар хладагента перегревается вполне традиционным способом.

Заметьте, что при той же температуре кипения 7 °C давление насыщенных паров R22 будет только 5,2 бар, давление же R410A существенно выше.

Теперь рассмотрим конденсатор воздушного охлаждения (см. рис. 102.7).

При температуре наружного воздуха порядка 30 °C мы получаем вполне обычную температуру конденсации около 44 °C (точка D).

При этой температуре давление конденсации R410A будет равно 26 бар.

По мере продвижения по конденсатору пары хладагента конденсируются при постоянной температуре 44 °C (глайд в 0,1 К пренебрежимо мал).

В момент, когда конденсируется последняя молекула пара (точка Е), жидкость имеет температуру 44 °C и давление 26 бар.

Далее жидкость переохлаждается, чтобы на выходе из конденсатора (точка F) достичь температуры, например, 39 °C, то есть переохлаждения 44 – 39 = 5 К.

Заметьте, что при той же температуре конденсации 44 °C давление насыщенных паров R22 будет только 16 бар, давление же R410A существенно выше.

Итак, рабочее давление R410A будет всегда выше (примерно на 50 %) давления, которое обеспечивает R22 или R407C (и даже R404A, главным образом используемый в промышленном и торговом холоде, у которого при температуре 7 °C давление равно 6,5 бар, а при 44 °C — 19 бар).

Поскольку низкое (НД) и высокое (ВД) давления растут одновременно, то отношение давлений (степень сжатия) компрессора для R410A остается примерно таким же, что и у конкурирующих хладагентов при тех же условиях работы (см. раздел 9.1). Следовательно, потребляемая приводным двигателем компрессора мощность так же оказывается сопоставимой.

Однако высокие значения рабочего давления требуют и в процессе пусконаладки, и при эксплуатации такого оборудования (перекачивающие агрегаты, манометры, заправочные станции и т. д.) и арматуры (фильтры-осушители, смотровые стекла, ТРВ и т. д.), которые способны выдерживать это давление.

Для контуров, заполняемых R410A, рекомендуется максимально избегать резьбовых соединений с развальцовкой труб и накидными гайками, заменяя их паяными (сварными) соединениями. Пайку рекомендуется производить с обязательным поддувом сухим азотом, а вакуумирование контура должно быть очень тщательным с применением двухступенчатого вакуумного насоса.

Термодинамические свойства R410A при равной холодопроизводительности позволяют примерно на 40 % (по сравнению с R22 или R407C) снизить потребную массовую производительность компрессора (например, вместо поршневых компрессоров использовать более эффективные спиральные компрессоры).

Помимо снижения габаритов, особенно привлекательным для небольших систем кондиционирования будет то обстоятельство, что при такой замене существенно понизится уровень шума по сравнению, например, с R22. При этом надежность систем нисколько не упадет.

Наконец, R410A все чаще предпочитают хладагенту R407C в охладителях воды, так как практическое отсутствие температурного глайда исключает опасность падения температуры кипения на входе в испаритель ниже 0 °C (например, R407C при давлении 4,1 бар имеет температуру начала кипения -3 °C, а температуру точки росы +3 °C).

Как и другие зеотропные смеси, R410A следует заправлять в контур только в жидкой фазе (см. раздел 58).

На действующих установках в случае утечек R410A даже в паровой фазе (насыщенные пары) можно дозаправлять контур (всегда в жидкой фазе) без слива и замены всего заправленного хладагента, но этого нельзя делать при работе на хладагентах с большим температурным глайдом, таких как R407C или зеотропные смеси категории ГХФУ (HCFC), рассмотренные в разделе 58.

При хранении любых сосудов, наполненных хладагентами под давлением, необходимо соблюдать осторожность. Однако особенно тщательно нужно следить за условиями хранения R410A ввиду высоких значений давления насыщенных паров этого хладагента. В любом случае, не допускается хранить баллон с жидким R410A при температуре выше 52 °C!