ЗАМЕНА ХЛАДАГЕНТОВ В СУЩЕСТВУЮЩЕМ ОБОРУДОВАНИИ

Существует большое количество установок с хладагентами, предназначенными Монреальским протоколом и другими соглашениями к полному отказу от их использования (прежде всего, R 11, R 12, R 502), которые однако, еще несколько лет будут находится в удовлетворительном для эксплуатации состоянии. Одновременно можно, ожидать недостаток запасного наполнителя и возможные проблемы законодательного характера, что приводит к мысли о необходимости замены существующего наполнителя этих установок новыми, экологически безвредными (т.е. альтернативными) хладагентами.

Для замены хладагента пригодно оборудование в удовлетворительном механическом состоянии, полностью герметичное и внутри чистое.

Замена хладагента должна обеспечить:

а) Соблюдение мощностных и энергетических параметров. В объемных компрессорах, типичных для транспортных холодильных установок, это требование не представляет сложности, поскольку альтернативные хладагенты разработаны с тем, чтобы их термофизические свойства позволяли достичь показатели холодопроизводительности и холодильного фактора без заметных изменений. (В турбокомпрессорах, где решающую роль играет молярная масса, ситуация сложнее). С точки зрения этих требований аммиак является абсолютно неподходящим хладагентом для оборудования с галогенированными углеводородами.

б) Полную растворимость смазочного масла для оборудования с сухими испарителями. В случае возможности сохранения существующего вида смазочного вещества, заменяется более простым способом, называемым drop in, только хладагент. В случае необходимости замены и смазочного вещества иным видом используется более сложный метод, называемый ретрофит.

Специальной операцией является так называемый. метаморфоз хладагента, в сущности лишь продлевающий срок замены всего оборудования.

Замена хладагента, особенно методом ретрофит, затратоемкая, и решение о закупке нового оборудования представляет, прежде всего, экономическую проблему. В качестве ориентировочного правила можно сказать, что ретрофит рентабелен для оборудования в абсолютно удовлетворительном состоянии и возраст которого не превышает половины срока службы, который обычно колеблется в диапазоне 15 лет.

.Процедура drop-in может быть использована при замене

R 12 -- R 401A,R 401B, R 409A

R 502 -- R 402A, R402B, R 403B, R 408A

и схематически ее можно изобразить следующим образом:


Подготовка оборудования (1)

Номера в скобках соответствуют пояснению, приведенному ниже.

Выпуск и откачивание хладагента

(6),(8)

Выпуск масла из картера компрессора

Нагретое масло

Заполнение новым смазочным материалом

Замена смазочного материала только при обновлении наполнителя, а не при изменении типа

Замена отдельных узлов

Прежде всего фильтра-дегитратора с десикантом подходящего типа

(3)

Наполнение новым хладагентом

(4) около 90% первоначального объема

Введение оборудования в эксплуатацию

(7)


Метаморфоз хладагента является не совсем удачным названием для постепенного возмещения потерь хладагента (R 12) новым хладагентом (R 134а) до тех пор, пока остающаяся доля R 12 способна растворять все масло в системе. Смесь обоих хладагентов создает почти азеотроп, причем холодопроизводительность и холодильный фактор даже слегка возрастают.

Эта операция позволяет эксплуатировать определенное время такое оборудование, которое еще не может быть списано, но ретрофит уже невыгоден. Поскольку речь идет о дополнении утечки хладагента операция противоречит смыслу всемирных мероприятий по предотвращению утечки R 12 в атмосферу.

Основополагающим и совместным принципом всех вариантов метода, называемого ретрофит, является тщательное удаление первоначального хладагента и смазки перед заполнением оборудования новыми материалами. В связи с тем, что только выпуск и обычная откачка недостаточны, необходимо промыть оборудование, а именно способом, который делит ретрофит на 3 части:

А - Промывка с преобладанием первоначального хладагента и нового смазочного материала (сложноэфирного масла)

Б - Промывка только новым хладагентом и новым (сложноэфирным) маслом

В - Промывка растворителем.

Ретрофит необходимо применять в первую очередь при следующих заменах:

R 12 - R 134а

R 502 - R 404a, R 507, R407A. R 407B

R 22 - R 407C, R 410A

Названные три варианта изображены на схеме. Использовано обозначение R 12 (как типичного первоначального хладагента) и R 134а (нового альтернативного хладагента), ПЭ (полиэфир=сложноэфирное масло). Схема изображает основной принцип всей операции, который можно использовать и для иных пар веществ.

Вариант А рекомендуют фирмы Bitzer, Copeland, Kenmore, ICI, Du Pont и другие. Основным недостатком является то, что с помощью смеси R 12 + ПЭ оборудование избавится только от первоначального минерального масла и грубых загрязнений, для полной очистки, как правило, необходима хотя бы одноразовая промывка смесью R 134а + ПЭ. Метод является довольно сложным, и дорогим.

Вариант В был с успехом испытан на нескольких десятках установок. Промывочным средством (растворителем) может быть пентан, технический бензин и под. В шведском запатентованном методе АКА FORCE им является жидкий R 12, который в специальной установке при испарении отделяется от масла и после конденсации возвращается для следующей промывки. Преимуществом этого метода является его скорость (для крупных установок 2 - 3 часа, для небольших 1 час и менее) при незначительном расходе растворителя и без затраты масла. Кроме того в установке остается настолько незначительное количество масла, что этот способ может быть использован и для герметичных компрессоров, из которых масло нельзя выпустить. Для этого необходимо, однако, иметь соответствующую аппаратуру.

Ниже объяснены отдельные этапы метода ретрофит, приведенные в схеме лишь конспективно. Номера абзацев согласуются с жирными цифрами в круглых скобках схемы.

(1) Подготовка оборудования к операции ретрофит или drop-In

а) Проверить пригодность данного метода с учетом состояния оборудования

б) Проверить устойчивость конструкционных материалов оборудования по отношению к новым рабочим веществам. При этом необходимо учитывать, в первую очередь, следующие факторы:

- Для значительно напряженных механических узлов не рекомендуется применение латуни и иных сплавов с высоким содержанием цинка. Кроме того для напряженных в значительной степени деталей (поршней, шатунов и др.) непригодны твердые сплавы алюминия с высоким содержанием меди или кремния.

- Пластмассы, в том числе изоляционные материалы обмотки встроенных двигателей. Необходимо проверить с точки зрения их устойчивости и набухания при комбинированном воздействии нового хладагента и сложноэфирного масла. Типы материалов выбираются на основании информации изготовителя. Некоторые изготовители рекомендуют заменить эти узлы, невзирая на конструкционный материал и срок последней замены.

в) Измерить и зарегистрировать эксплуатационное состояние оборудования (для сопоставления с состоянием после проведения ретрофита), испытать герметичность.

(2) Смазочный материал

Для нового наполнения необходимо безусловно использовать сложноэфирные масла таких типов и с такой вязкостью, которые предназначены для нового хладагента. Соответствующие данные, в том числе наиболее важные физические показатели, предоставляет изготовитель (поставщик).

При наполнении очень важно не подвергать масло влиянию атмосферной влажности длительное временя. Сложноэфирное масло является сильно гигроскопичным веществом, под влиянием влажности увеличивается его коррозионность и может произойти его гидролитическое ращепление на спирт и кислоту.

(3) Замена элементов системы

Должны быть заменены:

а) Фильтр дегидратор (FD) с наполнителем зеолитом, совместимого с новыми рабочими материалами и с пригодным размером пор (для R 134а размер пор 3 А)

Американские стандарты ARI 710 рекомендуют следующие показатели десикантов;

EPD (Equilibrium Point Dryness) 75 ppm Н2О для R 134а и 30 ppm H2O для R404A.

Высушивающая способность при 24 - 52 °С: 1050- 85 ррм для R 134а и 1020 - 30 ррм для R 404a.

При установке FD с всасывающей стороны компрессора, как правило, используется тип burn-out.

б) Дроссельный вентиль (ТРВ) при обнаружении что существующий вентиль нельзя правильно настроить. При использовании капилляра данные расходятся: некоторые утверждают, что необходимо изменять длину капилляр (такие типы оборудования неподходящие для метода ретрофит), другие доказывают приемлемость эксплуатации с существующим капилляром.

в) Шланг (НА) для некоторых типов - типичным является R 134а - в связи с высшей степенью проникновения хладагента.

г) Индикаторы влажности (IV), диоптры (PR), сита (SI) как правило удовлетворяют и заменяются только в случае необходимости их обновления.

(4) Манипуляция с новым хладагентом

R 134а при атмосферном давлении и температуре окружающей среды является не горючим. Горючие смеси с воздухом образуются при высшем давлении, предельная величина, которую нельзя превысить, невзирая на долю воздуха, составляет 217 МПа. Из этого вытекают следующие правила: перед наполнением из резервуаров должен быть откачен воздух;

(5) Остаточное количество масла

Допускаемые в настоящее время остаточные количества масла находятся в диапазоне 1 - 2 %, некоторые источники допускают 4%. Остаточное количество определяется с помощью анализа или вспомогательных средств „test-kits". Ориентировочная оценка может проводится по цвету или по степени замутнения, видимой в диоптре. От лимитируемого остаточного количества масла зависит число промывочных операций, на которое также влияет состояние, размер и сложность установки, которые уточняются на основании опыта.

(6) Вакуумирование

а) Для удаления остатков первоначального хладагента. На основании существующего опыта можно сказать, что требуемое давление находится в диапазоне 3 - 5 мбар (300 - 500 Па), иногда предъявляются требования достижения 0,3 мбар (30 Па).

б) Продолжительность операции удаления адсорбированной влажности составляет минимально 2 часа при давлении 0,015 - 0,04 мбар (1,5 - 4 Па).

(7) Введение в эксплуатацию

Под этим подразумевается не только пуск оборудования в действие, но и необходимая наладка отдельных элементов, измерение рабочих параметров и сопоставление их с предъявляемыми требованиями, дополнение хладагента, внимательное наблюдение за работой оборудования, регистрация проведенных изменений в соответствии с предписаниями и под.

(8) Ликвидация первоначальных наполнителей

В том случае, когда первоначальными наполнителями являются хладагенты и масла, не предназначенные для регенерации и нового использования, они должны ликвидироваться в соответствии с требованиями предписаний по охране окружающей среды.

СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЕРАЦИИ РЕТРОФИТ


Подготовка установки к операции (1)

Выпуск минерального масла (8)

ВАРИАНТ А

ВАРИАНТ Б

ВАРИАНТ В

Откачивание хладагента R12 до атм. давления

Откачивание хладагента R12 (8)

Откачивание хладагента R12 (8)

Замена элементов по необходимости (3)

Замена элементов (3) Промывка растворителем с помощью спец. аппаратуры. Анализ образца.

Вакуумирование (6)

Вакуумирование (6)

Продувание сухим азотом

Наполнитель R12 + ПЭ (2)

Наполнитель R12 + ПЭ (2), (4)

Замена элементов (3)

Операция промывки. Анализ образца.

Операция промывки. Анализ образца.

Вакуумирование (6)

Выпуск промывочных материалов (8)

Рабочие наполнители R 134а + ПЭ (2)

Рабочие наполнители (2) R 134а + ПЭ (4)

Замена элементов FD.HA, (RV) (3)

Опытные испытания. Анализ образца.

Наполнитель ПЭ масла (2)

Введение оборудования в эксплуатацию

Вакуумирование (6)

Наполнитель R134a (4)

Опытные испытания. Анализ образца.

При анализе образца в случае неудовлетворительного результата - замена наполнителя и повторение операции

 


 

На главную страницу