Плюсы и минусы хладагентов A2L в тепловых насосах и кондиционерах

Срочная потребность в поиске подходящего хладагента для тепловых насосов и кондиционеров привела к тому, что рынок стал использовать хладагенты A2L. Если вы работаете в этом секторе, вы, вероятно, знаете историю: поэтапный отказ от хладагентов HFC, чтобы избежать их негативного воздействия на глобальное потепление, означает, что наиболее широко используемые хладагенты в этих приложениях, такие как R-410A, должны быть заменены хладагентами с более низким потенциалом глобального потепления (ПГП), однако для этих типов систем нет решения по модернизации. В этом контексте одни производители выбрали вариант использования естественных хладагентов, тогда как другие выбрали промежуточное решение. Почему я использовал термин «промежуточный» для хладагентов A2L? Я постараюсь объяснить это в этом посте.

Хладагенты A2L: средняя воспламеняемость

Определение «A2L» происходит от классификации хладагентов согласно стандарту ASHRAE 34. Существует две классификации безопасности по токсичности: класс A для хладагентов с более низкой токсичностью и класс B для хладагентов с более высокой токсичностью. Что касается воспламеняемости, существует четыре классификации: класс 1 для хладагентов, которые не распространяют пламя при испытании в соответствии со стандартом; Класс 2, для хладагентов с пониженной воспламеняемостью; Класс 2L, по воспламеняемости. Класс 2 хладагентов, которые горят очень медленно, а именно максимальная горючесть ниже 100 мм/с; и Класс 3 для легковоспламеняющихся хладагентов.

Класс воспламеняемости A2L был добавлен несколько лет назад. Это обновление возникло как следствие все более широкого использования HFO, синтетических хладагентов нового поколения, которые были произведены в ответ на постепенный отказ от HFC, поскольку большинство из них являются легковоспламеняющимися . Однако мы не должны забывать о хладагенте HFC R-32, который является A2L и широко используется в кондиционерах и тепловых насосах. Таким образом, хладагенты A2L не токсичны, но являются легковоспламеняющимися хладагентами, и большинство HFO, а также R-32 относятся к этой категории.

Само по себе определение предлагает плюсы и минусы этого класса хладагентов: они менее горючие, чем хладагенты A2 и A3, но более горючие, чем хладагенты A1. Таким образом, по сравнению с хладагентами HFC, такими как R-410A, которые принадлежат к классу A1, необходимо решить новую проблему. Однако при сравнении их с углеводородами (класс A3), такими как пропан, будет легче применять стандарты безопасности.

Воздействие на окружающую среду: промежуточное решение?

Среди хладагентов, доступных и наиболее широко используемых сегодня в кондиционерах и тепловых насосах, хладагенты A2L включают некоторые HFO, такие как R-1234yf или R-1234ze со сверхнизким GWP (0-10), некоторые смеси HFC и HFO, такие как R-452B или R-454B со средним значением GWP (450-750) и одним HFC, то есть R-32, и имеет среднее значение GWP (675). Эти хладагенты A2L не влияют на озоновый слой. Тем не менее, в настоящее время проводится несколько исследований, посвященных другим возможным негативным воздействиям на окружающую среду. С одной стороны, HFO являются частью группы химических веществ, известных как PFAS, которые могут распадаться на TFA (трифторуксусную кислоту) и HF (плавиковую кислоту) и потенциально могут вызывать кислотные дожди. С другой стороны, R-1234ze не распадается на TFA, но предварительные исследования показали, что образуется вещество R-23 (GWP = 14 800!!) за счет его фоторазложения. Окончательные результаты этих исследований будут иметь ключевое значение для определения будущего хладагентов HFO, не забывая при этом, что значение GWP для некоторых из них все еще довольно велико.

Стандарт безопасности для тепловых насосов и кондиционеров

Международным стандартом, который диктует особые требования к электрическим тепловым насосам, кондиционерам и осушителям до определенного предела заправки хладагента, является IEC 60335-2-40. Последнее издание этого стандарта (издание 6) включает некоторые исключения, которые должны применяться к хладагентам A2L, которые облегчают их использование по отношению к более легковоспламеняющимся хладагентам.

С одной стороны, при использовании хладагентов A2L электрические компоненты не считаются потенциальным источником воспламенения, если применяется одно из трех следующих требований:

• Оболочка соответствует поверочным испытаниям на огнестойкость, указанным в приложении NN стандарта.
• Эффективный диаметр (deff) размыкания реле и подобных компонентов менее 22,3 × Су-1,09 или 7 мм, в зависимости от того, что меньше. Su - скорость горения в см / с. Эффективный диаметр рассчитывается как 4 × A / S, где A - площадь поперечного сечения проема в мм2, а S - длина периметра проема в мм. Например, если максимально допустимое размыкание реле для R-32 меньше 2,8 мм, компонент не считается источником возгорания. В качестве альтернативы можно использовать типовое испытание, чтобы показать, что пламя не распространяется от любого контакта внутри реле наружу.
• Электрическая коммутируемая нагрузка коммутационных устройств (в кВА) меньше или равна 5 × (6,7/Su) 4 при отключении всех фаз, или меньше или равна 2,5 × (6,7/Su) 4 при размыкании двух ветвей трехфазной нагрузки или одна или две ноги однофазной нагрузки. Это применимо, когда устройство способно выдержать 100000 циклов. Результат для R-32 составляет 5 кВА при отключении всех фаз или 2,5 кВА в двух других случаях.

С другой стороны, при использовании хладагентов A2L допускается более высокая заправка хладагента, если используется одна из следующих систем: встроенный циркуляционный поток воздуха, система воздуховодов или система охлаждения с повышенной герметичностью. Кроме того, температура поверхности может быть измерена только при нормальной работе при использовании хладагентов A2L , тогда как для других воспламеняющихся хладагентов она должна измеряться как в нормальном, так и в ненормальном режиме.

Версия 6 стандарта IEC 60335-2-40 уже принята в Австралии и Новой Зеландии, но еще не принята в других странах, таких как Европейский Союз или США. Тем не менее, существует международная рабочая группа, которая уже готовит новую редакцию этого стандарта, которая позволит использовать более высокие заправки любого горючего хладагента в новом оборудовании, разработанном с дополнительными мерами безопасности. Согласно обнародованной информации, лимит оплаты будет зависеть от принятых мер безопасности. Таким образом, издание 7.0 этого стандарта должно облегчить использование хладагентов A3 по сравнению с версией 6.0.

В настоящее время цена большинства хладагентов HFO в Европе ниже, чем у HFC, и выше, чем у натуральных хладагентов. Исключение составляет R-1234yf, цена которого намного выше, чем у всех других хладагентов. Что касается R-32, то его текущая цена ниже, чем у других хладагентов A2L, но выше, чем у натуральных. Вариабельность цен зависит от многих факторов, но сегодня можно сказать, что в целом цена хладагентов A2L является промежуточной.

Еще одна проблема, которую следует учитывать, - это тот факт, что многие хладагенты A2L представляют собой смеси хладагентов и обладают значительным коэффициентом скольжения. Однако скольжение наиболее часто используемых смесей хладагентов в кондиционерах и тепловых насосах, таких как R-454B и R-452B, невелико и не ухудшает конструкцию системы.

Хладагенты A2L имеют промежуточную воспламеняемость, промежуточную цену в настоящее время, «промежуточные» требования согласно IEC 60335-2-40 и промежуточные значения GWP (некоторые из них). На данный момент неизвестно только, являются ли хладагенты A2L промежуточным решением. Исследования их воздействия на окружающую среду дадут очень важный ключ к ответу на этот вопрос.
 

Получить подробную информацию или проконсультироваться можно на сайте официального поставщика Carel в России ru-carel.com.