Какой хладагент эффективнее, R404А или R507?

Одно из приоритетных положений Европейского сообщества в плане технического развития, заключается в максимальной безопасности новых аппаратов для человека и окружающей среды. По этой же причине старые устройства, вещества и материалы, не удовлетворяющие данному требованию, должны уступить место более совершенным. Такой же подход применяется и относительно фреонов, которые используются в охладителях молока. В качестве долгосрочной замены, вместо хладагентов на основе ГХФУ (гидрохлорфторуглеродов) и ХФУ (хлорфторуглеродов) рекомендуется использовать ГФУ (гидрофторуглероды).

Охлаждающие препараты, синтезированные на основе гидрофторуглеродов, такие как R404А или R507, меняют устаревшие хладоны. Их внедряют все именитые производители оборудования для охлаждения молока. А также – многие менее популярные, которые понимают, что только с конкурентоспособной продукцией можно бороться за «свою» рыночную долю.

С некоторых пор в данном процессе, кроме безопасности и экологичности, начал действовать третий фактор. Он определяется растущей зависимостью рентабельности предприятия от эффективности расхода энергии, в первую очередь, электрической. В результате такой вопрос, как выбор оптимального хладагента для молочного танка, становится важным. Ведь даже маленькое улучшение характеристик вещества может привести к большой экономии.

Почему именно ГФУ?

Соединения, полученные на основе ГФУ, как хладагенты – очень эффективны, и при этом не разрушают озоновый слой. В перспективе с их помощью можно заметно снизить общее потребление энергии. Это химически стойкие вещества, нетоксичные и негорючие, совместимые с большим количеством материалов и удобные в обращении.

У гидрофторуглеродов превосходные термодинамические свойства. По требованиям к хладопроизводительности и прочим техническим условиям, они хорошо подходят, как для новых систем охлаждения молока, так и для модернизируемых, которые работали на R502. Для установок, идущих на смену агрегатам с R22, соединения на основе ГФУ являются самым лучшим вариантом.

Характеристики хладагентов R404А и R507

R404А – это смесь R134А, R125 и R143А, в соотношении, соответственно, 4, 44 и 52 массовые единицы. R507 состоит из R125 и R143А, взятых в равном количестве.

R507 – азеотропная смесь. Это значит, что пар находится в равновесии с жидкостью, имеет один и тот же состав, который при кипении не изменяется; с помощью перегонки такую смесь нельзя разделить на составляющие. Температурный глайд (разность между температурами начала и конца фазового перехода) отсутствует. R507 ведет себя, как жидкость, состоящая из одного компонента.

R404А – околоазеотропная смесь. Глайд приблизительно равен 0,6 град С. Оба хладагента хорошо подходят для молочных танков с температурой испарения в интервале от -45 до +10 град С.

У азеотропной смеси коэффициент теплопередачи обычно выше, чем у неазеотропной. Поэтому у теплообменника танка охладителя с подобным веществом, при равных других условиях, будет, либо более низкая температура конденсации и более высокая температура испарения, либо меньшая площадь теплообмена. И в первом, и во втором случае, он экономит значительное количество энергии.

Еще одно преимущество R507 заключается в том, что он не содержит R134А. Как показывает практика, физические и термодинамические параметры R134А, входящего в R404А, снижают объемную хладопроизводительность указанной смеси (иногда – до 15%). И затрудняют теплопередачу. Особенно сильно это проявляется в емкостях для охлаждения молока, работающих при температурах испарения -30 град С и ниже.

Во время испытаний по замене R502 на R507 или R404А оказалось, что первое соединение полностью удовлетворяет главному требованию – его хладопроизводительность обычно была немного выше, чем у «пятьсот второго». Этот же параметр для R404А фиксировался на аналогичном уровне, что и у R502, или чуть ниже.

КПД молокоохладителя, работающего на R507, бывает больше или меньше, чем КПД такого же агрегата с R502. Результат зависит от вида системы охлаждения. В то же время, КПД устройства с R404А во всех случаях ниже, чем с R502 или R507. Это обнаружилось во время испытаний, на которых искали замену для R22. Попутно оказалось, что, если жидкий фреон переохлаждается перед тем, как пройти в регулирующий кран, то R507 еще более эффективен, по сравнению с R502.

Компрессор ванны охлаждения для молока, с залитым в него R507, работает более надежно. Это объясняется тем, что, по сравнению с R404А, у него на 1 – 2 град С меньше температура нагнетания. У R502 данный параметр еще хуже – он на 11 – 12 град С выше, чем у R507. Использование R507 дает возможность получить коэффициент давления на 2% меньший, чем у R404А. В сочетании с более высоким КПД, это позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и снизить расход энергии.

Окончание следует