Experience of the Russian-Danish Training Center on the use of alternative substitutes for R12

Full Text

Большая часть парка холодильного оборудования России до настоящего времени эксплуатируется на R12. В связи с прекращением производства озоноразрушающих хлорфторуглеродов, согласно требованиям Монреальского протокола соответственно возрастает актуальность проблемы поддержания такого оборудования в рабочем состоянии.

При выборе альтернативных заменителей западные фирмы обычно предлагают либо озонобезопасный хладагент долгосрочного применения R134a (ретрофит) либо неазеотропных композиции на основе переходных хладагентов, например, R401 (R 22/R 124/R152а), R409 (R22/R124/R1426).

В последнем случае не требуется пол ной очистки холодильной системы от остатков минерального масла, замены некоторых элементов или применения электронных датчиков утечки при сервисе. Такая схема более технологична, менее трудоемка по сравнению с ретрофитом и классифицируется как “drop in”.

Поэтому при разработке учебной про граммы центра совместно со специалистами Датского технологического института (ДТИ) и Датского агентства по охра не окружающей среды (ДЕПА) в качестве заменителей озоноразрушающего хладагента R12 были выбраны R134a и переходный смесевой хладагент С10М1, который прошел широкую апробацию в сервисных службах России (при обслуживании бытовых холодильников, торгового, транспортного и другого холодильного оборудования) и выпускается в на стоящее время фирмой “Астор” под торговой маркой “АСТРОН 12” [1].

В обоснование выбора альтернативных заменителей R134а и “АСТРОН™ 12” (С10М1) специалистами ДТИ в апреле 1999 г. в Санкт-Петербургском Центре холодильного оборудования (СПб ЦХО) был проведен семинар, на котором демонстрировались способы ретрофита и "drop in”, рекомендованные UNEP, с применением техники и приборов, предоставленных ДЕПА.

Результаты апробации технологии перевода торгового холодильного оборудования на заменители хладагента R12 приведены в табл. 1.

 

Таблица 1

Операции	Вид оборудования, работающего на R12 и масле ХФ 12-16
	Шкаф холодильный, агрегат ВС500 (заменитель R134a)	Камера морозильная, агрегат А -4М (заменитель С ЮМ 1)
Определение исходных показателей работы холодильной установки на R12 Давление, МПа ρ1 ρ2 Температура в охлаждаемом объеме. °C	0,08 0,76 2...4	0,09 0,73 -6...-7
Остановка компрессора, удаление хладагента и отбор пробы масла для анализа влажность, ppm кислотность, мг КОН/г масла	22* Норма*	25 Норма
Удаление масла из компрессора	ХФ12-16	Не требуется**
Заправка свежим маслом, кг	РОЕ 1,3 кг	Не требуется**
Замена фильтра-осушителя (адсорбента) на свежий, совместимый с RI34a	Замена	Замена
Замена ТРВ па совместимый по материалам с Rl34a и маслом РОЕ	Замена	Не требуется
Заправка хладагентом, кг R134a CI0M1	1.3	10
Пуск компрессора, выход на рабочие параметры Давление, МПа ρ1 ρ2 Температура рабочей камеры, °C	0,08 0,78 1...2	0,08 0,76 -6...-7
Остановка машины, удаление R12 Отбор пробы масла и анализ рефрактометром на содержание примеси минерального масла в масле РОЕ, мае.%	4,6	Не требуется То же
Слив масла и заправка свежим маслом РОЕ, кг	1,3	Не требуется
Заправка R134a, кг	1,3	Не требуется
Рабочие характеристики машины Давление, МПа ρ1 ρ2 Температура рабочей камеры, °C	0,08 0,78 1...2	0,09 0,76 -6...—7
*Для сведения об уровне чистоты холодильной системы. **Масло заменяется свежим при превышении нормированного уровня кислотности.

 

Как видно из табл. 1, для перевода холодильного оборудования с R12 на R134а с целью поддержания его в рабочем состоянии необходим полный ретрофит, так как требуется многократная (в дан ном случае двукратная) промывка холодильной системы от остатков минерального масла, замена его на полиолэсте-ровое (РОЕ), а также замена терморегулирующего вентиля (ТРВ). Одновременно было подтверждено, что технология замены R12 на хладагент С10М 1 должна характеризоваться как процедура “drop in", поскольку в этом случае не требуется замены компрессорного масла, от дельных деталей и узлов. Разработанные СПб ЦХО технологии ретрофита и “drop in" и технологическая инструкция по сервисному обслуживанию холодильного оборудования на озонобезопасных и переходных хладагентах аналогичны техно логиям ретрофита и процедуры “drop in” холодильного оборудования, рекомендуемые UNEP [2]. Приведенные результаты явились основанием для включения двух заменителей - R134a и С10М1 в программу практического обучения специалистов, обслуживающих холодильное оборудование на R12.

Включение в программу обучения не азеотропной смеси С10М1 наряду с озонобезопасным R134a предусматривает распространение накопленного за последние годы в ряде научных центров Санкт-Петербурга (РНЦ ПХ, МАХ, СПб ЦХО) и Москвы (ВНИИЖТ) опыта по применению альтернативных заменителей хладагента R12.

В табл. 2 приведены результаты не менее чем трехлетних испытаний на предприятиях торговли Санкт-Петербурга торгового холодильного оборудования, переведенного по методике “drop in” с R12 на смесевой хладагент С 10М 1 (марка Б).

Из представленных в табл. 2 данных следует, что перевод на новый хладагент С10М1 торгового холодильного оборудования различного конструктивного исполнения, эксплуатировавшегося в течение длительного времени на R12, обеспечивает его поддержание в рабочем состоянии.

ПРИ работе на R12 основной эксплуатационной характеристикой считалась температура в охлаждаемом объекте.

При использовании смесевой композиции этот параметр регулировался толь ко с помощью ТРВ и термостатов. Второй по значимости величиной являлся коэффициент рабочего времени, характеризующий потребление электроэнергии. При эксплуатации данную величину замерить достаточно проблематично из-за непостоянства темпера туры окружающего воздуха, напряжения в сети, загрузки камер и т.п., но, как видно из табл. 2, эта величина осталась на том же уровне, что и при использовании R12.

 

Таблица 2

Вид оборудования	Марка агрегата	Хладагент	Давление, МПа			Температура, °C			Коэффициент рабочего времени (КРВ)
					окружающей среды		за испарителем	В охлаждаемом объеме
Камера овощная объемом 10 м3	ФАК- 1,5МЗ	R12	0,80	0,10	24		-8	3	0.72
		С10М1	0,89	0,09	23		-6	3	0.75
Шкаф ШХ-0,4	ВСр- 400	R12	0,75	0,13	19		-4	7	0,53
		С10М1	0,91	0,14	21		-1	7	0,50
Прилавок ВХС	ВС-500	R12	0,75	0,10	20		-8	3	0,66
		С10М1	0,89	0,10	20		-5	3	0,69
Шкаф ШХ-1.12Н	ВС- 800	R12	0,82	0,02	24		-21	—6	0,80
		С10М1	0,89	0,03	24		-16	-6	0,83
Камера овощная объемом 32 м	АК1- 4,5	R12	0,66	0,13	21		—4	7	0,60
		С10М1	0,76	0,12	21		-2	7	0,54
Прилавок мясной	ВС-800	R12	0,86	0,05	25		-15	-5	0,79
		С10М1	0,92	0,05	23		-11	-5	0,82

 

Что касается давления всасывания и перегрева в испарителе, то их значения при работе на смеси С10М1 несколько отличались от значений данных показателей при работе на R12.

Это обусловлено как колебаниями температуры окружающего воздуха, так и с различием термодинамических свойств смесевой композиции и заменяемого хладагента. В течение всего срока эксплуатации холодильного оборудования на смеси С10М1 никаких отклонений от нормальной работы выявлено не было.

За истекший период работы Учебного центра [2] по практическому обучению на основе утвержденной ДТИ и ДЕПА программы осуществлено около 30 циклов ретрофита и “drop in" при переводе холодильного оборудования с R12 на R134а и С10М 1, а также деретрофита и “dedrop in" на R12 с целью возвращения оборудования в исходное состояние для демонстрации процессов ретрофита и "drop in” очередной группе обучающихся. Одним из основных и достаточных условий при деретрофите было, чтобы содержание масла РОЕ в минеральном масле не превышало 5 мае.%, что давало бы возможность использовать его вновь в циклах ретрофит - деретрофит.

Такое значение концентрации продиктовано необходимостью экономии масла при осуществлении указанных циклов.

При проведении циклов "drop in" - “dedrop in” содержание минерального масла, находящегося в холодильной системе, фактически не менялось, холодильное оборудование выходило на нормальные устойчивые рабочие режимы, обеспечивая задаваемый температурный режим в охлаждаемом объеме и коэффициент рабочего времени.

Экспериментальные данные, полученные в процессе апробации смесевой композиции “АСТРОН™12" (С10М1) в торговом холодильном оборудовании во время практического обучения, удовлетворительно согласуются с данными расчета термодинамических свойств смесевой композиции.

 

Диаграмма состояния хладагента «Астрой 12» (С10М1)

 

На H.lgp-диаграмме представлены результаты расчета состояния смесевой композиции “АСТРОН™12" (С10М1).

Диаграмма позволяет правильно произвести настройку холодильной системы на заполнение испарителя и определить холодопроизводительность и другие эксплуатационные характеристики по средней температуре кипения данной смесевой композиции и по температуре кипения R12. За среднюю темпера туру кипения принимали среднее арифметическое значение температуры на входе в испаритель и температуры насыщенного пара.

Сравнение данных состояния системы смесевой композиции R22/R142b/ R21 (65/20/15) и аналогичного хладагента R409 (R22/R124/R142b) (60/25/15) показывает, что по основным характеристикам рассматриваемые системы близки, но отечественный аналог более адаптирован для применения в российских условиях, так как не требует замены компрессорного масла ХФ 12-16 на алкилбензольное, которое в России не производится.

Таким образом, накопленный за последние годы опыт внедрения хладагента “АСТРОЙ™ 12” на торговых предприятиях не только в Санкт-Петербурге, но и в Москве, Казани, Екатеринбурге и других городах позволил обосновать перспективность его применения при организации центров обучения механиков, специализирующихся на обслуживании холодильного оборудования, работающего на R12.

С момента начала функционирования Учебного центра [2] по настоящее время около 500 специалистов-холодильщиков Санкт-Петербурга и Ленинградской области, обслуживающие самые различные виды холодильного оборудования (бытовое и торговое, для судового, железнодорожного и автомобильного транспорта, автомобильные и промышленные кондиционеры и т.д.), прошли и успешно окончили курс обучения.

В процессе учебы курсантов знакомят с требованиями Монреальского протокола и последующими решениями совещаний его Сторон, законодательными и правовыми актами Российской Федерации относительно озоноразрушающих веществ, со свойствами новых отечественных и импортных хладагентов и со ответствующих холодильных масел, демонстрируют приемы работы с новым современным оборудованием, технологии перевода действующих холодильных установок на озонобезопасные (долгосрочного применения) и озон сберегающие (переходные) хладагенты.

По окончании курса обучения заявленного числа специалистов-холодильщиков от одного предприятия заключается договор о передаче ему в безвозмездное временное пользование комплекта оборудования для выполнения условий Российско-Датского проекта “Прекращение потребления озоноразрушающих веществ в секторе обслуживания холодильной техники Санкт-Петербурга и Ленинградской области", что позволит Северо-Запад ному региону постепенно исключать из оборота озоноразрушающие хладагенты и переводить действующее холодильное оборудование на альтернативные хладагенты, а в конечном итоге - выполнить требования Монреальского протокола и последующие решения конференций его Сторон.

По окончании обучения всех специалистов-холодильщиков Санкт-Петербурга и Ленинградской области, а их на считывается около 800 человек, Учебный центр при СПб ЦХО с 01.11.2000 г. будет открыт для специалистов-холодильщиков других регионов России и стран СНГ. При этом, естественно, обучение предполагается быть платным и рассматривается вопрос об организации мобильной группы преподавателей для выезда их на места по приглашению.

About the authors

A. A. Graule

CJSC "Astor"

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

V. S. Zotikov

RRC "Applied Chemistry"

Email: info@eco-vector.com

Doctor of Technical Sciences

Russian Federation

V. I. Samoylenko

CJSC ‘‘SPb Center for Refrigeration Equipment’

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

V. S. Ukolov

CJSC ‘‘SPb Center for Refrigeration Equipment’

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files