- Загальні відомості Довгий час в холодоагенті R600a (ізобутан) не було особливої потреби, і його...
- Термодинамічні переваги R600a
- Економічні переваги R600a
- Екологічні недоліки R600a
- Термодинамічні недоліки R600a
- Експлуатаційні недоліки R600a
- Економічні недоліки R600a
- Властивості і характеристики изобутана
- Таблиця 1. Фізичні властивості изобутана
- Таблиця 2. Вимоги до ізобутані, що застосовується в БХП
- Таблиця 3.
- Технологія з'єднання трубок БХП за методикою LOKRING
- муфта LOKRING
- Рідкий герметизирующий склад LOKPREP
- Вибір з'єднань LOKRING
- Методика виконання локрінгових з'єднань
- Інструмент для роботи з ізобутаном
- Технологія проведення заправних робіт
- Технологічні особливості роботи з ізобутаном
- Коротка технологія проведення ремонтів на БХП з ізобутаном
- Точне визначення дефекту БХП
- Видалення газу і попереднє вакуумування до 5 мбар
- Продування азотом (N2)
- Остаточне (глибоке) вакуумирование
Загальні відомості
Наша сеть партнеров Banwar
Довгий час в холодоагенті R600a (ізобутан) не було особливої потреби, і його виробляли в вкрай обмежених кількостях. Сьогодні ця хімічна сполука стає одним з найпопулярніших холодильних агентів. В першу чергу грає роль те, що з моменту первинного використання цього холодоагенту серйозно змінилися технології його використання, які допомогли знизити як заправну дозу (і, отже, межі допустимих концентрацій), так і поліпшити технічні характеристики побутових холодильних приладів (БХП), зокрема - енергоспоживання.
Для порівняння: в сучасному 130-літровому холодильнику використовується не більше 25 г холодоагенту R600a, а на початку минулого століття в холодильник такого ж обсягу заправляли 250 г ізобутану. В цьому відношенні R600a має великі перспективи в порівнянні з усіма відомими нині холодоагентами (в основному, з економічних міркувань).
Виробляти изобутан в необхідних кількостях під силу будь-якому нафтопереробному заводу. Але крім важливих достоїнств, R600a має істотний недолік - вибухонебезпечність, що накладає певні обмеження при роботі з ним. Крім того, застосування ізобутану в холодильній техніці сприяють прийняті ще в липні 2002 року нові нормативні документи, які регламентують застосування цієї речовини наприклад, ГОСТ Р МЕК 66035-2-24-2001.
За підсумками 2005 року близько 10% БХП в світі і більше 35% в Європі працювали на R600a. Мета цієї статті - розповісти про особливості роботи з ізобутаном при проведенні профілактичних і ремонтних робіт по БХП. У всіх Керівництвах по роботі з ізобутаном накладені обмеження по допуску до ремонту холодильників осіб, які не пройшли навчання правилам роботи з холодоагентом R600a (внаслідок його пожежонебезпеки).
Особливості застосування ізобутану як холодоагенту. За кордоном изобутан масово став використовуватися в якості холодоагенту побутових холодильників вже в 90-х роках минулого століття. Одними з перших БХП на території країн СНД, в яких в якості холодоагенту став використовуватися изобутан, були холодильники НОРД.
Особливістю систем, що використовують як робоче тіло холодоагент R600a, є те, що з огляду на винятково вигідних властивостей природного холодоагенту немає оглядки на вже існуючі моделі, а розробляються принципово нові вироби. Характеристики та властивості раніше застосовувалися фреонів сильно відрізняються від параметрів їх сучасної альтернативи - изобутана.
Давайте подивимося, які переваги і недоліки притаманні новому холодоагенту, в порівнянні з традиційними фреонами. Основні переваги изобутана, використовуваного в якості холодоагенту:
Екологічні переваги R600a
- У ньому відсутні синтетичні компоненти;
- зменшений рівень шуму БХП;
- не має властивостей руйнування озонового шару (коефіцієнт (ODP = 0);
- низький потенціал впливу на парниковий ефект (GWP = 0,001).
Термодинамічні переваги R600a
- Має більш високий (наприклад, ніж R12 ) Холодильний коефіцієнт, що уменьшаетенергопотребленіе БХП;
- вуглеводні (ізобутановая і пропан-бутанові суміші) можуть бути застосовані в існуючих конструкціях компресорів.
Експлуатаційні переваги R600a
- Щодо стійкий газ (расчетнийсрок служби в складі БХП - понад 20 років);
- є чистим (простим) речовиною;
- добре розчиняється в мінеральному маслі;
- є можливість використання в сумішевих хладагентах (С1 = R152 + R600a; R290 / R600a; М1LE = R22 / R142b / R600; R218 / R600a). Це дозволяє домогтися параметрів сумішевого холодоагенту близьких, наприклад до раніше застосовувався R12 . У свою чергу, така заміна дозволяє спростити процес ретрофіта * систем;
* Ретрофит - переклад існуючого обладнання для роботи з озонобезпечними холодоагентами.
- природні вуглеводні, як холодоагенти, не знаходили широкого застосування в БХП через підвищену пожежну небезпеку. У сучасних конструкціях цю проблему вирішили завдяки зменшенню дози заправки до таких обсягів, які практично не можуть привести до пожежі. Доза заправки побутових холодильників і морозильників настільки мала, що навіть при раптовій і повної витоку холодоагенту з агрегату, його концентрація в кухні об'ємом 20 м3 буде нижче порога горючості в десятки разів.
Економічні переваги R600a
- Маса холодоагенту, що циркулює в холодильному агрегаті при використанні изобутана, значно менше;
- є заводи з випуску изобутана товарного кількості (стосовно Росії, фракції изобутана виробляють Туймазинское і Шкаповское виробництва);
- самі економічні холодильники з класами енергоспоживання А + і А ++ працюють на R600a.
Екологічні недоліки R600a
Ні.
Термодинамічні недоліки R600a
- Низька розчинність в воді (0,03 г / л при 20 ° С);
- не вступає з водою в хімічні реакції;
- низька питома об'ємна холодопродуктивність (в 2 рази нижче, ніж у R12 ).
Експлуатаційні недоліки R600a
- Практично не дозволяє зробити ретрофіт існуючого обладнання без значних змін в конструкції холодильного агрегату і електрообладнання БХП;
- газ без кольору і запаху, що ускладнює його виявлення;
- з огляду на те, що изобутан важчий за повітря, при скупченні всередині приміщення він здатний викликати асфікцію (задушливі властивості);
- вибухонебезпечний, заправку цим холодоагентом можуть робити тільки фахівці сервісних центрів, які пройшли спеціальну підготовку по роботі з R600a. Це властивість накладає обмеження на ремонт подібних приладів за межами спеціалізованих майстерень.
Економічні недоліки R600a
- Необхідність застосування принципово нового парку дорогого експлуатаційного і ремонтного обладнання;
- необхідність вести розробки з урахуванням пожежонебезпеки холодоагенту.
Властивості і характеристики изобутана
Ізобутан (R600a) - газ без кольору і запаху, хімічна формула СН (СН3) 3 або С4Н10.
Фізичні властивості изобутана наведені в табл. 1.
Таблиця 1. Фізичні властивості изобутана
Параметр Значення Молекулярна маса 58,12 Точка кипіння при 0,1 МПа, º С -11,70 Щільність речовини при 25 º С, г / смз 0,551 Тиск випаровування при 25 º С, МПа 0,498 Критична температура, º С 135 Критичний тиск, МПа 3,65 Критична щільність, г / смз 0,221 Прихована теплота пароутворення, кДж / кг 366,5 Межі вибухонебезпечності,% (об'ємні частки в суміші з повітрям) 1,8 ... 8,5 Ефективність охолодження, Дж / г (суміші з повітрям) 150,7 Розчинність в маслі не обмежена Обсяг насиченою рідини, л / кг 0,844
Вимоги до ізобутані, що застосовується в холодильній промисловості наведені в табл. 2.
Таблиця 2. Вимоги до ізобутані, що застосовується в БХП
Значення (норма) Випробування Зміст изобутана ≥ 99,5 об'ємно. % Залишкові чисті вуглеводні £ 0,5 об'ємно. % DIN 51 619 n-гексан <50 ppm Олефіни <100 ppm - Частка з'єднань, що містять кисень £ 50 ppm Газова хроматографія Частка з'єднань сірки <1,0 ppm - Висококиплячі залишки 50 ppm Метод ваговогоаналізу Лужне число 0,02 мгКОН / г DIN 51 558 Забруднення парової фази в заповнених судинах, повітря або інші Неконденсовані гази £ 1,5об'емн.% Газова хроматографія або еквівалентний метод Забруднення рідкої фази, вода £ 10 ppm DIN 51 777-1 (за методом Карла Фішера) або еквівалентному методу Залишок після випаровування <50 мг / кг DIN 51 613
DIN 26 246
При порівнянні з холодоагентами R12 і R134a , Ізобутан випаровується і конденсується при більш низькому тиску (при тих же значеннях температури) - див. Табл. 3.
Таблиця 3.
Значення температури, º С Тиск, при якому відбувається випаровування (конденсація), бар Типи хладагентов R600a R134a R12 +70 10,91 21,18 18,82 +60 8,72 16,84 15,24 +50 6,86 13,19 12,18 +40 5,32 10,17 9,60 +30 4,05 7,70 7,44 +20 3,02 5,71 5,67 +10 2,21 4,14 4,23 0 1,57 2,92 3,09 -10 1,09 2,01 2,18 - 20 0,73 1,33 1,51 -30 0,47 0,85 1,00 -40 0,29 0,52 0,64
Як зазначалося вище, холодоагент R600a пожежонебезпечний, тому при проведенні профілактичних і ремонтних робіт на БХП використовується інше обладнання і матеріали, ніж при роботі з звичайними холодоагентами.
Розглянемо особливості заправки холодоагентом R600a в систему БХП, способі «холодного» з'єднання трубок за методикою LOKRING, перерахуємо необхідні прилади та інструменти при роботі з ізобутаном.
Технологія з'єднання трубок БХП за методикою LOKRING
Щоб забезпечити пожежну безпеку при роботі з холодоагентом R600a останнім часом широкого поширення набула технологія «холодного» з'єднання трубок в складі БХП - LOKRING.
Lokring-з'єднання (див. Рис. 1) гарантує якісний зв'язок між трубками - з різними діаметрами і з різних матеріалів. Воно дозволяє з'єднувати мідні і алюмінієві трубки, що дуже складно при звичайних методах пайки.
Мал. 1. Вид готового локрінгового з'єднання «AL-CU» (алюміній-мідь)
Щоб виконувати Lokring-з'єднання (локрінговие з'єднання), потрібно мати комплект з з'єднувачів, рідкого герметика-ущільнювача LOKPREP і спеціалізованого пристосування - кліщів зі змінними губками декількох типорозмірів (див. Рис. 2.).
Мал. 2. Зовнішній вигляд спеціалізованих кліщів
муфта LOKRING
Сама муфта в зборі LOKRING виконана з двох кілець і, власне, самої муфти. Дві трубки, які потрібно з'єднати між собою повинні бути вставлені в протилежні отвори муфти. З'єднання заздалегідь змонтовано, тобто ці два кільця вже встановлені на кінцях муфти.
З'єднання двох трубок відбувається за рахунок зближення цих двох кілець, при ковзанні по рукаву-муфті (назустріч), поки вони не упрутся в центральне нерухоме кільце обмежувача в середині муфти (рис. 3).
Мал. 3. Зовнішній вигляд муфти LOKRING
Особлива внутрішня конфігурація кілець щільно стискає муфту і, отже - трубки, що знаходяться в тому ж самому рукаві-муфті. Адгезія між трубками і рукавом-муфтою є повною. Малі зазори уздовж периметра стін трубок є візуальним підтвердженням, що Lokring-з'єднання виконано правильно. Тепер газонепроникне з'єднання створено між трубками, а зміна діаметра трубок є дуже малим і не заважає проходу холодоагенту в системі.
Номенклатура розмірів цих локрінгових з'єднань широка, вона дозволяє підібрати деталі для будь-яких поєднань діаметрів трубок і матеріалів. Це: перехід на капілярну трубку (див. Рис. 4), різні заглушки та розгалужувачі.
Мал. 4. Приклад локрінгового перехідника для трубок різних діаметрів
Рідкий герметизирующий склад LOKPREP
Для більш щільного з'єднання між трубками (всередині з'єднання LOKRING), використовують ще спеціальний герметик LOKPREP (рис. 5).
Мал. 5. Варіанти упаковки герметика LOKPREP
Рідкий ущільнювач LOKPREP - анаеробна рідина, що має в своєму складі еластичну речовину. Він гарантує якісне ущільнення між трубками з різних матеріалів.
Надійність локрінгового з'єднання ілюструє рис. 6 - навіть при розриві трубки муфта залишається цілою.
Мал. 6. Приклад міцності локрінгового з'єднання
Вибір з'єднань LOKRING
Залежно від матеріалів трубок, які треба з'єднувати, можливий вибір між двома різними варіантами з'єднань LOKRING:
- З алюмінію (маркування AL), дозволяє виконати з'єднання з наступних матеріалів: алюміній - алюміній, алюміній - мідь, алюміній-сталь.
- З латуні (маркування MS), дозволяє виконати з'єднання з наступних матеріалів: мідь - мідь, сталь - мідь, сталь - сталь.
Методика виконання локрінгових з'єднань
Відомо, що в БХП є трубки, виконані з різних матеріалів (наприклад з міді і алюмінію). Як їх поєднати? Для цього і служать локрінговие з'єднання.
Примітка. Пряме з'єднання міді і алюмінію неприпустимо, так як в цьому випадку виникає ефект гальванічної корозії (вона проходить більш інтенсивно, якщо на з'єднання потрапляє волога).
Уникнути цього ефекту можна, якщо використовувати з'єднання LOKRING.
Необхідно зауважити, щоб правильно виконати з'єднання LOKRING, використовувана довжина кінців трубок в місці з'єднання повинна бути не менше 18 мм і муфту встановлюють тільки на прямих ділянках цих трубок.
При виконанні операції обрізки трубок необхідно використовувати спеціалізований трубоотрезной інструмент. Обрізка трубок, виконана цим інструментом, дуже чиста, без задирок на торцевій крайці трубок (див. Рис. 7).
Мал. 7. Використання спеціалізованого трубоотрезной інструменту
При виконанні локрінгових з'єднань багато що залежить від якісної підготовки з'єднуються трубок. Для цього необхідно очистити, знежирити і видалити сліди забруднень з кінців трубок.
Щоб видалити подряпини на кінцях трубок, зачищають їх наждачним (абразивної) папером, як показано на рис. 8.
Мал. 8. Спосіб зачистки трубки за допомогою наждачного паперу
Після зачистки трубок наносять невелику кількість рідкого ущільнювача LOKPREP на їх кінці, як це показано на рис. 9. Дуже важливо, щоб ущільнювач не потрапив усередину трубки.
Мал. 9
Потім вставляють обидва кінці трубок в муфту (до упору).
Розміщують губки спеціалізованих кліщів на краях з'єднання (див. Рис. 10).
Мал. 10
Потім стискають кільця муфти до моменту, коли вони досягнуть центрального обмежувального (наполегливої) кільця. На рис. 10 показаний процес з'єднання трубки з локрінговой заглушкою. Виконуючи цю операцію, необхідно попередньо вирівняти кільця. Після цього потрібно почекати приблизно 3-4 хвилини, щоб дати «застигнути» герметику.
Після цього можна проводити інші роботи на БХП (вакуумирование і ін.).
Інструмент для роботи з ізобутаном
Згідно з рекомендаціями по роботі з ізобутаном, необхідно мати такі інструменти та обладнання:
- установка холодної зварювання технологічних патрубків або комплект з'єднувальних муфт LOKRING;
- сервісний балон з азотом, редуктором і шлангом;
- спеціалізований електронний течеіскательдля изобутана (рис. 11);
Мал. 11. Спеціалізований течеискатель для изобутана
- вакуум-заправна станція, для роботи з R-600a (рис. 12). Це обладнання повинно мати відповідний сертифікат;
Мал. 12. Вакуум-заправна станція
- електронні ваги з точністю ± 1 ... 2 г;
- сервісний балон з холодоагентом R-600a (ємністю 0,4 + 0,2 кг). Ваги і балон показані на рис. 13;
Мал. 13. Електронні ваги і балон з холодоагентом R-600a
- ножиці для різання капілярних трубок;
- проколюють кліщі з захопленням під цеолітовий патрон;
- проколюють кліщі з захопленням під технологічний патрубок;
- Труборезние інструмент;
- пережімного технологічні кліщі;
- шланг із захопленням, що має голчастий клапан. Особливість такого шланга полягає в малій величині внутрішнього діаметра, щоб максимально знизити втрати холодоагенту при відключенні шланга від балона або зменшити величину помилки при визначенні заправної дози з урахуванням внутрішнього обсягу шланга.
Технологія проведення заправних робіт
застереження
- забороняється починати ремонт холодильної техніки, заправленої холодоагентом R600a, якщо немає впевненості в точності встановленої причини несправності.
- Не дозволяється застосовувати відкритий вогонь або інші джерела займання поблизу холодильних установок, заправлених холодоагентом R600a.
- Необхідно попередньо вивчити «Керівництво по експлуатації вакуум-заправної станції», це позбавить від багатьох неприємностей при порушеннях технології ремонту.
- Використання клапана Шрадера в системах, що працюють з R600a, потенційно небезпечно, оскільки цей пристрій може бути негерметично умовах низького вакууму.
- Холодоагент R600a не повинен зберігатися в зарядних судинах, коли-небудь використовувалися для інших типів хладагентов, наприклад, R12 і R134a . Балони (колби) з R600a не повинні нагріватися вище 50 º С. При перевезенні вони повинні бути упаковані в термічно ізольованих контейнерах.
При утилізації непридатного компресора необхідно вжити заходів до звільнення його масла від надмірного вмісту изобутана. В іншому випадку (наприклад, при нагріванні і одночасно з цим впливі вібрації та ударів), можливе виділення ізобутану в порожнину компресора.
Технологічні особливості роботи з ізобутаном
- Вимірювання заправної дози изобутана виконують за допомогою ваг. Оскільки при заправці ізобутаном заправна доза невелика, отже, точність ваг повинна складати ± 1 м
- Якщо при виконанні ремонтних робіт на БХП компресор не замінюється, то слід видалити изобутан з масла, наявного в агрегаті. Для цього досить включити компресор приблизно на 1 хвилину.
- При виконанні робіт на БХП застосовують тришаровий фільтр дегідратації типу ХН9 (або аналогічний).
- «Ремонтна» заправна доза ізобутаном при всіх видах ремонту БХП (крім заміни компресора) повинна бути на 3 г менше технологічної дози.
- Якщо в процесі проведення заправних робіт вироблено заповнення системи помилковою (неточної) дозою изобутана, найбільш оптимально провести вакуумування системи заново, а потім повторити заправку.
- Не допускати, щоб холодильний агрегат знаходився в «відкритому» стані (без надлишкового тиску) більше 15 хвилин.
- Витік холодоагенту контролюють на стороні всмоктування при непрацюючому компресорі, а на стороні нагнітання - під час роботи компресора, перевіряючи кожен стик не менше 3 с. Неприпустимо застосовувати течєїськателі, призначені для фреонів R-12 або R-134а.
Коротка технологія проведення ремонтів на БХП з ізобутаном
Нижче наведено спрощений опис проведення ремонту БХП, призначених для роботи з R600a. Сам процес ремонту і заправки БХП будується за такими принципами:
Точне визначення дефекту БХП
- В першу чергу необхідно провести візуальний огляд БХП (в робочому та неробочому станах);
- проводять перевірку герметичності системи за допомогою електронного детектора шукаємо для горючих газів (в неробочому і робочому станах холодильного агрегату);
- перевіряють тиск в системі через технологічний патрубок за допомогою голчастого захоплення.
Необхідно зауважити, що ознаки витоку на боці високого тиску збігаються з ознаками в системах, що працюють на традиційних хладагентах.
Що ж стосується витоку на стороні низького тиску, то в цьому випадку відбувається усмоктування навколишнього повітря в систему. При цьому тиск в системі зростає як з боку високого, так і з боку низького тиску. Парціальний тиск холодоагенту падає, змінюється температура кипіння. Основними ознаками подібного дефекту є:
а) знижена температура на уприскуванні в випарник;
б) падіння температури в кінці лінії випарника;
в) підвищені тиск і температура на лінії нагнітання.
При пошуку витоків бажано ввести кілька більшу кількість холодоагенту, ніж зазначено в паспортних даних на даний конкретний тип БХП. Підвищений тиск в системі більш ефективно допоможе локалізувати місце витоку. Для пошуку витоку можна застосовувати як спеціалізовані течєїськателі для горючих газів, так і використовувати нанесення мильних розчинів (в доступних для цього місцях).
Видалення газу і попереднє вакуумування до 5 мбар
Для цього під'єднують шланг до игольчатому захоплення. Інший кінець шланга виводять в витяжну систему. Потім встановлюють захоплення на цеолітовий патрон і приводять його в робочий стан. Вентиль захоплення при цьому повинен бути закритий.
Наступним етапом відкривають вентиль захоплення. Видалення газу проводиться до моменту вирівнювання тиску в системі з атмосферним тиском. При цьому вельми корисно запустити компресор, щоб прискорити операцію зі звільнення системи від газу. У разі, якщо проколюють пристрій підключено до заправного патрубку компресора, операція вилучення газу з системи повинна бути виконана з зупинкою компресора (при цьому необхідно уникати всмоктування повітря в систему). Після цього закривають вентиль і від'єднують шланг.
Потім з'єднують шлангом захоплення (встановлений на осушувальних патроні) з вакуумним насосом, включають вакуумний насос. Вакуумируют систему до тиску 5 мбар або нижче, закривають всі вентилі.
Продування азотом (N2)
Під'єднують трубопровід від балона з азотом (N2) до ручного вентиля голчастого захоплення на технологічному патрубку компресора. Продувають холодильний агрегат, відкривши ручної вентиль голчастого захоплення на фільтрі-осушувачі. Вентиль на станції заправки відкривають повільно. Робочий тиск слід налаштувати на редукторі тиску, пригвинченому до балона з азотом (N2). Тиск повинен бути не більше 6 Бар.
Потім відрізають капілярну трубку спеціальним відрізним інструментом, продувають азотом холодильний агрегат і перевіряють вільне проходження газу через систему.
Після усунення причин виникнення витоків встановлюють новий фільтр-осушувач.
У моделях побутової холодильної техніки, що працюють на холодоагенті R600a, використовують тришаровий фільтр дегідратації типу ХН9 або йому подібні.
Не допускають, щоб холодильний агрегат знаходився у відкритому стані (без надлишкового тиску) більше 15 хвилин. Інструменти і запасні частини повинні бути підготовлені заздалегідь і знаходилися в безпосередній близькості від місця проведення робіт.
Остаточне (глибоке) вакуумирование
Готують і під'єднують до системи БХП заправну станцію. Трубопровід всмоктування під'єднують до технологічного патрубку компресора (або до игольчатому захоплення).
Відкривають вентиль вакуумного насоса, включають вакуумний насос станції і доводять вакуум в системі до 1 мбар. Час вакуумирования має становити не менше 20 хвилин. Після цього закривають вентиль вакуумного насоса і вимикають сам насос. Через кілька хвилин проводять перевірку тиску в системі. Якщо стрілка вакуумного манометра відхиляється в бік більш високого значення тиску, то, можливо, в системі є витік холодоагенту - необхідно знайти і усунути витік.
Якщо тиск залишається стабільним (рівним 1 мбар), закривають вентилі насоса і вакуумного манометра.
Після етапу глибокого вакуумування проводять заправку системи холодоагентом R600a.
Процес заправки показаний на рис. 14.
Мал. 14. Процес заправки системи холодоагентом R600a
Після заправки перевіряють всі стики холодильного агрегату електронним течошукачем.
Витік холодоагенту контролюють в наступних місцях: на стороні всмоктування - при непрацюючому компресорі, на стороні нагнітання - під час роботи компресора (час перевірки кожного стику не менше 3 с).
На закінчення переконуються в правильності роботи холодильного агрегату, перевіряють, щоб випарник повністю обмерзав.
Після використання заправного устаткування обов'язково продувають всі шланги азотом. Переконуються, що закритий вентиль вакуумного манометра.
У висновку відзначимо, що правильне виконання операцій з ремонту БХП з холодоагентом R600a дозволить в подальшому уникнути ситуацій, пов'язаних з несправною роботою холодильної техніки.
Як їх поєднати?