Хладагент совместим с минеральными маслами, со смесями минерального масла и алкилбензола, а также с алкилбензольными и полиэфирными смазками. Во время ретрофита фильтр всег­да необходимо заменять.

Давление насыщенного пара этого хладагента выше, чем у R502 (соответственно 2,06 и 1,88 МПа). Все сервисные смеси нельзя смешивать с прежде применяемыми хладагентами. Запре­щается дозаправлять систему с R502 смесями СУВА HP, а систе­му с R12 — смесями СУВА МР.

Все сервисные смеси и хладагент СУВА R134a также нельзя смешивать с воздухом для проведения испытаний под давлением при выявлении утечек из-за опасности образования горючей смеси при сжатии.

Основные свойства сервисных смесей СУВА МР, СУВА HP и хладона СУВА 134а приведены в таблице 2.3.

Перевод бытовых холодильников на новые озононеразрушающие хладагенты представляет собой довольно сложную на­учно-сервисную и задачу.

Анализ зарубежных публикаций и результаты исследований отечественных специалистов показывают, что замена R12 на R134a в компрессорных агрегатах бытовых холодильников сопряжена с решением ряда сложных задач, ос­новными из которых являются:

повышение объемных и энергетических характеристик герметичных компрес­соров;

улучшение энергетических и функциональных показателей холодильников и морозильников;

создание новых синтетических смазочных масел, совместимых с R134a;

увеличение химической стойкости эмаль-проводов электродвигателя компрес­сора;

повышение влагопоглощающей способности фильтров-осушителей из-за вы­сокой гигроскопичности системы R134а — синтетическое масло;

высокий параметр GWP, характеризующий глобальное потепление Земли;

перевод заводов, выпускающих серийно холодильники и морозильники, рабо­тающие на R134a, требует значительных затрат из-за серьезных изменений техно­логии, связанных с повышенными требованиями к чистоте внутренних поверх­ностей и высокой гигроскопичностью специального масла.

Одна из наиболее трудных задач — приведение энергетических характеристик холодильников и морозильников, использующих озонобезопасные хладагенты, к уровню, по крайней мере не меньшему, чем при работе с R12. Вследствие высокой температуры кипения хладагента R134a его можно использовать только в среднетемпературном холодильном оборудовании.

В результате комплексных исследований в НИИ тепловых процессов им. В. М. Келдыша (Россия) разработан ряд многокомпонентных озонобезопасных хладагентов взамен R12 в качестве альтернативы R134a. Наиболее перспективный хладагент С1 (азеотропная смесь R152/R600a), представляющий собой смесь угле­водородов и фторуглеродов. Результаты исследований свидетельствуют о высоких тсплофизических и эксплуатационных свойствах хладагентов и низком энерго­потреблении холодильников, где используют эти хладагенты.

Зависимость холодопроизводительности и холодильного коэффициента от температуры кипения для С1, а также для R12 и R134a приведена на рис. 2.1.

Эксперименты показали, что холодопроизводительность и холодильный коэффи­циент компрессоров ХКВ-6 и V1040G, заправленных смесью С1 в диапазоне температур кипения, характерных для бытовых холодильников и морозильников, соответствуют аналогичным параметрам для R12 и тем более для Rl34a.

Были проведены сравнительные испытания бытовых холодиль­ников «Бирюса-22» и морозильников «Бирюса-14», работающих на разных хладагентах. Переход на смесь С1 привел к существен­ному падению потребляемой мощности и снижению температуры в низкотемпературном отделении (примерно на 10 °С).

В табл. 2.4 представлены энергетические и эксплуатационные характеристики морозильника «Бирюса-14» и холодильника «Би­рюса-22», полученные при испытании на углеводородной смеси С1 и R12 при температуре наружного воздуха 25 °С.

Эксплуатационные характеристики морозильника «Бирюса-14» и холодильника «Бирюса-22» при испытании на смеси С1 и R12

Суточный расход электроэнергии при работе на смеси С1 по сравнению с работой на R12 снижался у морозильника «Бирюса- 14» на 8,7 %, а у «Бирюсы-22» — на 2,5 %.

На рис. 2.2, а, б показано энергопотребление зарубежных хо-

Ы,кВт• ч

0,10 0,09 0,08 0,07 0,06

N, xBm • ч

O, 13 0,12 0,11 О,1

лодильников при испытании их на смеси С1. После замены R12 смесью С1 энергопотребление бытового холодильника АР807 снижалось на 16,9 %, а холодильника АР716 — на 5,6 %.

Полученные в лаборатории США экспериментальные данные при испытании американского холодильника на смеси С1 показали, что при оптимальной дозе заправки его энергопотребление на 10 % меньше, чем при работе этого холодиль­ника на R12 (рис. 2.2, в).

Исследования, проведенные в НИИ тепловых процессов им. В. М. Келдыша, позволили сделать следующие выводы:

бытовые холодильники, заправленные хладагентом С1, работают устойчиво, их энергетические характеристики не хуже, чем при работе на R12, и даже несколько превосходят их;

совместимость CL с минеральным маслом ХФ 12-16 и конструкционными материалами позволяет максимально упростить процесс перехода производства с R12 на многокомпонентные хладагенты;

компоненты, входящие в С1, нетоксичны, их параметр глобального потепле­ния (GWP) низок; они освоены промышленностью развитых стран;

хладагент С1 горюч, но, как считают разработчики, необходимая доза для заправки бытовых холодильников и морозильников столь мала (28...56 г), что даже при полной утечке С1 из агрегата его концентрация (например, в кухне объемом 20 м3) будет ниже порога горючести в десятки раз.

Пожаро- и взрывоопасность хладагента С1 делают проблематичным примене­ние его для действующего парка холодильного оборудования.

Следует учитывать также то, что в рабочем интервале температур азеотропные смеси С1 изменяют концентрацию на 3...6 %, что затрудняет процедуру заправки, дозаправки и перезаправки хладагентом холодильного агрегата.

В России в 1995 г. на заводе холодильников «Бирюса» была изготовлена опытная партия из 100 холодильников с серийным герметичным компрессором на углеводородной смеси С1.

По результатам исследований предлагается также использовать в бытовых холодильниках в качестве хладагента смесь пропан-бутан (R290/R600a); при этом изменений в конструкцию бытового холодильника не вносят, а в качестве масла используют обычные масла, работающие с R12.

За период эксплуатации бытовых холодильников в течение 5 лет не отмечено признаков изменения хладагента и масла. В табл. 2.5 приведены эксплуатационные характеристики бытовых холодильников TS135 и TS175 (Польша) объемом соответственно 135 и 175 дм3.

Энергетические характеристики теоретического холодильного цикла на смеси пропан-бутан при аналогичных условиях уступа­ют R12. В Германии уже несколько лет выпускают небольшими партиями холодильники на данной смеси. Смесь пропан-бутан азеотропная.

Кипение таких смесей происходит при переменных темпера­турах, но при постоянном давлении, т.е. это свойство может быть реализовано в холодильниках с двумя испарителями, когда
кипение начинается в низкотемпературном отделении, а выкипа­ние происходит в испарителе холодильной камеры.

Предлагаемая смесь пропан-изобутан (43 % R600a) горюча, но масса хладагента, находящегося в холодильнике, мала (20...40 г). Этой смесью заправляют бытовые холодильники в Германии, широко внедряют ее в Китае и Индии. Вместе с тем американ­ское агентство по охране окружающей среды (ЕРА) ввело прави­ло, запрещающее использование смеси пропан-изобутан (НС- 12а) в качестве альтернативы хладагенту R12.

В последние годы все чаще предлагается использовать пропан (R290) в транспортных холодильных установках, работающих на R22. Пропан (ODP=0; DWP=3) характеризуется низкой стоимос­тью и нетоксичностью, хорошо растворяется в минеральных мас­лах. Для него характерна низкая температура кипения. Однако пропан пожароопасен, а размеры компрессора для получения заданной холодопроизводительности должны быть больше, чем при использовании R22.

Таким образом, незначительное количество заправляемых в бытовые холодильники горючих хладагентов R290/R600a и Cl не может само по себе гарантировать и пожаро- и взрывобезопас- ность, поскольку потребуется вносить определенные изменения в конструкцию холодильников и использовать электрооборудова­ние во взрывобезопасном исполнении. Такая реконструкция уве­личивает стоимость и энергозатраты на производство отдельных деталей, а следовательно, может понизить конкурентоспособ­ность выпускаемого оборудования.

Предлагается также использовать в бытовых холодильниках смесь R134a/R152. При использовании данной смеси повышают­ся энергетические показатели оборудования, появляется возмож­ность использовать серийно выпускаемые холодильные масла (ХФ 22с-16) и обеспечивается пожаробезопасность. Так, прове­денные испытания холодильника «Минск-130-05» показали, что добавка к R134a 20 % R152a повышает энергетическую эффек­тивность на 1...2 % при снижении температуры в морозильной камере на 0,2...0,3 °С.

Разработан хладагент СМ1 (состав R134 + R218 + пС4Ню), представляющий собой озонобезопасную, азеотропную, пожаро- и взрывобезопасную смесь, по термодинамическим характерис­тикам близкую к R12 и растворимую в минеральных маслах. Выполненные испытания подтверждают возможность исполню вания в бытовых холодильниках хладагента СМ1 вместо R12; пр. этом для повышения энергетической эффективности рекоменду­ется обеспечивать полноценный регенеративный теплообмен в холодильных агрегатах.

За рубежом наиболее распространенными хладагентами явля­ются R134a, изобутан, смесь пропан-бутан и различные вариан­ты трехкомпонентных смесей на их основе.

Изобутан (R600a) — это хладагент, имеющий более благопри­ятные показатели, чем R12, но из-за низкой удельной объемной холодопроизводительности (в 2 раза ниже, чем у R12) и горючес­ти сдерживается его применение в отечественных бытовых холо­дильниках. Зарубежные фирмы «Bosch», «Need Compres- son» и «Zanussi» международного концерна «Electrolux Compres­sors» предлагают компрессоры и бытовые холодильники, работающие на R600a, у которых энергетические показатели более высокие, чем при работе на R134a.

Для бытовых холодильников предлагаются также смесь хлад­агента R218 (C3Fg) с 13 % по массе изобутана; смесь R218 с несколькими процентами шестифтористой серы. Добавки к R134a изобутана (R600a) в количестве 5...8 % повышают энерге­тические показатели при использовании в бытовых холодильниках. Установлено также, что небольшая добавка (до 20 %) к R134a хладагента R152a (C2H4F2) дает такой же положительный эффект и возможность использовать серийно выпускаемые холо­дильные масла, обеспечивает пожаробезопасность.

Озонобезопасные хладагенты внедрены в модели холодильни­ков всеми европейскими, японскими и американскими фирмами в соответствии с их законодательством.