6. Проблемы слива и повторного использования хладагента

Крайне неблагоприятное воздействие на озоновый слой хладагентов, производимых на основе хлорфторуглеродов (ХФУ) типа CFC (R11, R12, R500, R502…) и в меньшей степени хладагентов (ГХФУ) типа НCFC (R22, R123…) должно окончательно прекратиться в начале ХХI-го века. Полная остановка производства хладагентов категории НCFC предусмотрена к 2030 году.

В существующих установках, уже использующих хладагенты категории CFC должны обусловить их замену переходными хладагентами категории НCFC (FX10, FX56, DP40, HP80, HP81…), являющимися смесями на основе R22.

Отсюда становится понятной важность проблемы повторного использования хладагентов, в особенности категории CFC, с целью возможности, по крайней мере, в первое время продолжать эксплуатацию существующих установок с минимальными издержками.

Ниже приводится краткий обзор технических принципов и основ операций по сливу, очистке и повторному использованию хладагентов, используемых в кондиционерах и холодильном торговом оборудовании.

Баллоны для слива хладагентов

Баллоны, окрашенные в зеленый цвет, поставляются для каждого типа хладагента предварительно отвакуумированными. Каждый баллон снабжен жидкостным и газовым вентилями. Жидкостный вентиль соединяется с сифонной трубкой, доходящей до днища баллона, а газовый связан с трубкой, доходящей до максимального уровня заполнения баллона (80%).

Слив хладагента всегда предпочтительнее осуществлять в жидком состоянии, что позволяет в 30…40 раз сократить длительность по сравнению с опорожнением установки в газообразном состоянии.

Когда вся жидкость будет перелита в баллон, в установке остается хладагент в газовой фазе порядка 10% от полной массы заправки. Эта фаза должна быть извлечена с помощью станции регенерации. Каким бы ни был используемый способ слива хладагента, все соединительные магистрали между баллоном и станцией регенерации должны иметь минимально возможные потери давления с целью максимального ускорения процедуры слива.

При сливе необходимо использование весов для того, чтобы максимальная масса хладагента в баллоне не превышала допустимого значения в зависимости от его объема. Например, для обычных CFC сливной баллон объемом 12 литров, может содержать максимум 12,5 кг хладагента. В случае поломки весов, контроль заполнения баллона можно осуществлять с помощью газового вентиля, слегка открыв его и следя за тем, чтобы из него выходил только газ. Если из газового вентиля начинает выходить жидкость, значит, уровень хладагента в баллоне достиг 80%.

С точностью допустимых величин в баллоне не должно быть другого хладагента, воды или масла.

Слив жидкого хладагента под действием силы тяжести

Для использования этого метода необходимо, чтобы установка имела свой сливной вентиль (3, рис. 6.1) в нижней части жидкостного ресивера.

Баллон предварительно должен быть отвакуумирован. Вентиль выхода жидкости в испаритель (1) должен быть закрыт, а компрессор установки должен работать. Вентиль (2) должен позволять отключение жидкостного ресивера и допускать возможность соединения газового вентиля сливного баллона (Г) с газовой полостью жидкостного ресивера. По мере заполнения баллона разность давлений между ресивером и баллоном будет уменьшаться, а расход сливаемой жидкости начнет падать. Только тогда, когда расход сливаемой жидкости прекратится или станет слишком слабым, можно будет открыть вентиль (Г) баллона, что обеспечит завершение слива жидкости под действием силы тяжести, то есть самотеком.

Когда вся жидкость перельется в баллон, показания весов будут оставаться неизменными, а внутри установки останется только газ (около 10% массы полной начальной заправки).

Рассмотренный метод слива хладагента может быть реализован только в случае возможности размещения баллона под жидкостным ресивером.

Слив жидкого хладагента с помощью насоса

Как и в предыдущем случае, для накопления жидкости в ресивере необходима работа компрессора, а вентиль выхода жидкости в испаритель (2, рис. 6.2) должен быть закрыт. После заполнения жидкостного ресивера должен быть также закрыт вентиль (1). В баллоне должен быть вакуум.

Этот метод позволяет очень быстро перекачать хладагент и поэтому является целесообразным для установок с большим его количеством.

Когда в установке останется только газ, то, как и в предыдущем случае, последующее опорожнение заканчивается с использованием станции регенерации.

Слив жидкого хладагента за счет разности температур

Схема слива хладагента этим методом представлена на рис. 6.3.

Здесь вентиль выхода жидкости из ресивера оснащен патрубком отбора давления (1), позволяющим накапливать хладагент в ресивере.

В этом случае необходимо, чтобы баллон был бы более холодным, чем ресивер. Для этого потребуется лед и какая-нибудь емкость (например, большое ведро, как показано на рис. 6.3), либо помещение баллона в холодильную камеру. После открытия вентиля "Ж" жидкость, благодаря вакууму, имеющемуся в баллоне, начнет перетекать в него из ресивера с большим расходом. Далее жидкость продолжает перетекать в сливной баллон, благодаря разности температур между баллоном и ресивером на основе использования принципа холодной стенки Ватта.

Слив жидкого хладагента с использованием компрессора установки

Рассматриваемый способ (рис.6.4) позволяет одновременно понижать давление в баллоне и повышать его в ресивере.

Более того, всасывание паров, находящихся в баллоне над свободной поверхностью жидкости, позволяет охлаждать баллон. Такая разность давлений и температур позволяет очень быстро осуществить перекачку жидкости.

Слив жидкого хладагента с использованием внешнего компрессора

Предыдущий способ связан с частыми выключениями и включениями компрессора. Поэтому, вместо того, чтобы использовать собственный компрессор установки, можно использовать небольшой внешний компрессор, например, компрессор станции регенерации (рис.6.5).

Для защиты компрессора на входе в него устанавливают антикислотный фильтр (1) и отделитель жидкости (2), а на выходе – отделитель масла (3). Поскольку этот метод предполагает всасывание паров хладагента из сливного баллона и нагнетание хладагента в контур, необходимо, чтобы конденсатор станции регенерации не работал. Для этого станция регенерации либо оснащается набором вентилей, обеспечивающих перепуск хладагента минуя конденсатор, либо отключается система охлаждения конденсатора, либо конденсатор закрывается листами картона.

Опорожнение оставшихся паров в установке с использованием станции регенерации

Когда слив жидкого хладагента из установки окончен, в ней в виде паров остается примерно 10% полной массы начальной заправки. Завершить работу по удалению этих паров позволяет станция регенерации. При этом, станцию регенерации соединяют со сливным баллоном так, как показано на рис.6.6.

После продувки шлангов и фиксации показаний весов запускают перекачивающий агрегат. Всасываемые из установки пары будут нагнетаться в конденсатор станции регенерации, а затем направляться в сливной баллон в ж идком состоянии.