Изобутан что это такое

R600-a (изобутан): физические и химические характеристики, преимущества и недостатки

Наиболее распространенным фреоном, используемым в холодильном бытовом и промышленном оборудовании, является хладагент R600a, изобутан.

В соответствии с международным стандартом данный фреон имеет техническое обозначение ISO № 817-74. Синонимы: R600а, хладон 600а, R600а, HFC 600а, изобутан, MackFri®-600a.

Для наиболее безопасного и эффективного использования этого вещества необходимо знать его технические характеристики, химические и физические свойства.

Что представляет собой R600a (изобутан)

Свойства

R600a (изобутан) является веществом, входящим в состав природного газа. Он абсолютно безопасен для окружающей среды, так как имеет нулевой потенциал разрушения озонового слоя Земли и практически не влияет на развитие парникового эффекта. Благодаря своей экологичности вытеснил такие фреоны-«конкуренты», как хладагент R12.

Изобутан – бесцветное летучее вещество. Если говорить о химической формуле изобутана, то она подобна (но не идентична) формуле природного газа бутана.

Изобутан применяется в качестве хладагента с начала ХХ века. Однако холодильники того времени были настолько технически несовершенны, что изобутана в качестве хладагента требовалось до 400 гр. для одного агрегата. В таких объемах газ становился пожароопасным. В современных моделях холодильников этого хладагента достаточно 25 гр.

Физические характеристики и химические свойства изобутана:

Под высоким давлением значение температуры

возгорания снижается, поэтому при работе с изобутаном ( в том числе при хранении и транспортировке) в целях безопасности в баллон рекомендуется закачивать в 2-2,5 раза меньше газа по сравнению с другими фреонами.

С учетом характеристик, описанных выше, необходимо организовывать правильное хранение и транспортировку изобутана, при этом категорически запрещается:

– допускать нагрев тары;

– хранить изобутан вблизи источников тепла, отрытого огня, электрических приборов.

При работе с газом рекомендуется пользоваться индивидуальными средствами защиты ( очками и перчатками).

Фреон R600a продается в следующих видах тары и упаковки:

Преимущества хладагента R600a

Помимо заметных преимуществ R600a имеет и ряд недостатков

Поскольку газ не имеет ни цвета, ни запаха, для выявления его утечки необходимо профессиональное оборудование. Своевременное выявление утечки крайне важно, так как изобутан пожароопасен. Однако газ загорается, если его концентрация в воздухе достигает 14 – 80 куб. см на литр. А поскольку в холодильниках его немного, вероятность пожара сведена к минимуму. Тем не менее она не исключена.

Мастера по ремонту и обслуживанию холодильных установок отмечают еще один недостаток этого хладона: при замене изобутана другим хладагентом иногда требуется замена компрессора.

При замене некоторых видов фреонов на r600 объем работ и финансовых вложений будет минимальным: потребуется только замена фильтр-осушителя и наращивание капиллярной трубки.

Какое воздействие оказывает изобутан на здоровье человека

Как было сказано выше, взрывоопасность и пожароопасность газа, отравление им возможны лишь при определенных условиях, которые практически не могут наступить в бытовых условиях.

В случае попадания фреона на кожу или слизистые оболочки возможно обморожение.

В большой концентрации изобутан может привести к удушью, так как этот тяжелый газ вытесняет воздух из легких.

Благодаря абсолютной экологичности и максимальной безопасности для человека в настоящее время это химическое соединение стало едва ли не самым популярным хладагентом. А зная характеристики фреона R600-a (изобутана), его свойства и особенности, вы можете использовать его максимально эффективно.

Источник

service@promservisxol.dp.ua

Топ 10

Рекламма

Хладагент R600a и особенности работы с ним

1. Хладагент R600a и особенности работы с ним

Общие сведения

Долгое время в хладагенте R600a (изобутан) не было особой необходимости, и его производили в крайне ограниченных количествах. Сегодня это химическое соединение становится одним из самых популярных холодильных агентов. В первую очередь играет роль то, что с момента первоначального использования этого хладагента серьезно изменились технологии его использования, которые помогли снизить как заправочную дозу (и, следовательно, пределы допустимых концентраций), так и улучшить технические характеристики бытовых холодильных приборов (БХП), в частности — энергопотребление.

Для сравнения: в современном 130-литровом холодильнике используется не более 25 г хладагента R600a, а в начале прошлого века в холодильник такого же объема заправляли 250 г изобутана. В этом отношении R600a имеет большие перспективы по сравнению со всеми известными ныне хладагентами (в основном, по экономическим соображениям).

Производить изобутан в необходимых количествах по силам любому нефтеперерабатывающему заводу. Но помимо важных достоинств, R600a имеет существенный недостаток — взрывоопасность, что накладывает определенные ограничения при работе с ним. Кроме того, применению изобутана в холодильной технике способствуют принятые еще в июле 2002 года новые нормативные документы, регламентирующие применение этого вещества например, ГОСТ Р МЭК 66035-2-24-2001.

По итогам 2005 года около 10% БХП в мире и более 35% в Европе работали на R600a. Цель этой статьи — рассказать об особенностях работы с изобутаном при проведении профилактических и ремонтных работ по БХП. Во всех Руководствах по работе с изобутаном наложены ограничения по допуску к ремонту холодильников лиц, не прошедших обучение правилам работы с хладагентом R600a (вследствие его пожароопасности).

Особенности применения изобутана в качестве хладагента. За рубежом изобутан массово стал использоваться в качестве хладагента бытовых холодильников уже в 90-х годах прошлого века. Одними из первых БХП на территории стран СНГ, в которых в качестве хладагента стал использоваться изобутан, были холодильники НОРД.

Особенностью систем, использующих в качестве рабочего тела хладагент R600a, является то, что ввиду исключительно выгодных свойств природного хладагента нет оглядки на уже существующие модели, а разрабатываются принципиально новые изделия. Характеристики и свойства ранее применявшихся фреонов сильно отличаются от параметров их современной альтернативы — изобутана.

Давайте посмотрим, какие преимущества и недостатки присущи новому хладагенту, по сравнению с традиционными фреонами. Основные достоинства изобутана, используемого в качестве хладагента:

Экологические преимущества R600a

— В нем отсутствуют синтетические компоненты;

— уменьшенный уровень шума БХП;

— не имеет свойств разрушения озонового слоя (коэффициент (ODP = 0);

— низкий потенциал влияния на парниковый эффект (GWP = 0,001).

Термодинамические преимущества R600a

— Имеет более высокий (например, чем R12) холодильный коэффициент, что уменьшаетэнергопотребление БХП;

— углеводороды (изобутановые и пропан-бутановые смеси) могут быть применены в существующих конструкциях компрессоров.

Эксплуатационные преимущества R600a

— Относительно устойчивый газ (расчетныйсрок службы в составе БХП — более 20 лет);

— является чистым (простым) веществом;

— хорошо растворяется в минеральном масле;

— имеется возможность использования в смесевых хладагентах (С1=R152+R600a; R290/R600a; М1LE=R22/R142b/R600; R218/R600a). Это позволяет добиться параметров смесевого хладагента близких, например к ранее применявшемуся R12. В свою очередь, такая замена позволяет упростить процесс ретрофита* систем;

* Ретрофит — перевод существующего оборудования для работы с озонобезопасными хладагентами.

— природные углеводороды, как хладагенты, не находили широкого применения в БХП из-за повышенной пожарной опасности. В современных конструкциях эту проблему решили благодаря уменьшению дозы заправки до таких объемов, которые практически не могут привести к пожару. Доза заправки бытовых холодильников и морозильников столь мала, что даже при внезапной и полной утечке хладагента из агрегата, его концентрация в кухне объемом 20 м 3 будет ниже порога горючести в десятки раз.

Экономические преимущества R600a

— Масса хладагента, циркулирующего в холодильном агрегате при использовании изобутана, значительно меньше;

— имеются заводы по выпуску изобутана товарного количества (применительно к России, фракции изобутана производят Туймазинское и Шкаповское производства);

— самые экономичные холодильники с классами энергопотребления А+ и А++ работают на R600a.

Экологические недостатки R600a

Термодинамические недостатки R600a

— Низкая растворимость в воде (0,03 г/л при 20 °С);

— не вступает с водой в химические реакции;

— низкая удельная объемная холодопроизводительность (в 2 раза ниже, чем у R12).

Эксплуатационные недостатки R600a

— Практически не позволяет произвести ретрофит существующего оборудования без значительных изменений в конструкции холодильного агрегата и электрооборудования БХП;

— газ без цвета и запаха, что затрудняет его обнаружение;

— ввиду того, что изобутан тяжелее воздуха, при скоплении внутри помещения он способен вызвать асфикцию (удушающие свойства);

— взрывоопасен, заправку этим хладагентом могут производить только специалисты сервисных центров, прошедших специальную подготовку по работе с R600a. Это свойство накладывает ограничения на ремонт подобных приборов за пределами специализированных мастерских.

Экономические недостатки R600a

— Необходимость применения принципиально нового парка дорогостоящего эксплуатационного и ремонтного оборудования;

— необходимость вести разработки с учетом пожароопасности хладагента.

Свойства и характеристики изобутана

Изобутан (R600a) — газ без цвета и запаха, химическая формула СН(СН₃)₃ или С₄Н₁₀.

Физические свойства изобутана приведены в табл. 1.

Таблица 1. Физические свойства изобутана

Требования к изобутану, применяемому в холодильной промышленности приведены в табл. 2.

Таблица 2. Требования к изобутану, применяемому в БХП

Как отмечалось выше, хладагент R600a пожароопасен, поэтому при проведении профилактических и ремонтных работ на БХП используется другое оборудование и материалы, чем при работе с обычными хладагентами.

Рассмотрим особенности заправки хладагентом R600a в систему БХП, способе «холодного» соединения трубок по методике LOKRING, перечислим необходимые приборы и инструменты при работе с изобутаном.

Технология соединения трубок БХП по методике LOKRING

Чтобы обеспечить пожаробезопасность при работе с хладагентом R600a в последнее время широкое распространение получила технология «холодного» соединения трубок в составе БХП — LOKRING.

Lokring-соединение (см. рис. 1) гарантирует качественную связь между трубками — с различными диаметрами и из различных материалов. Оно позволяет соединять медные и алюминиевые трубки, что очень сложно при обычных методах пайки.

Рис. 1. Вид готового локрингового соединения «AL-CU» (алюминий-медь)

Чтобы выполнять Lokring-соединения (локринговые соединения), нужно иметь комплект из соединителей, жидкого герметика-уплотнителя LOKPREP и специализированного приспособления — клещей со сменными губками нескольких типоразмеров (см. рис. 2.).

Рис. 2. Внешний вид специализированных клещей

Муфта LOKRING

Сама муфта в сборе LOKRING выполнена из двух колец и, собственно, самой муфты. Две трубки, которые нужно соединить между собой должны быть вставлены в противоположные отверстия муфты. Соединение заранее смонтировано, то есть эти два кольца уже установлены на концах муфты.

Соединение двух трубок происходит за счет сближения этих двух колец, при скольжении по рукаву-муфте (навстречу), пока они не упрутся в центральное неподвижное кольцо ограничителя в середине муфты (рис. 3).

Рис. 3. Внешний вид муфты LOKRING

Особая внутренняя конфигурация колец плотно сжимает муфту и, следовательно — трубки, находящиеся в том же самом рукаве-муфте. Адгезия между трубками и рукавом-муфтой является полной. Малые зазоры вдоль периметра стенок трубок являются визуальным подтверждением, что Lokring-соединение выполнено правильно. Теперь газонепроницаемое соединение создано между трубками, а изменение диаметра трубок является очень малым и не мешает проходу хладагента в системе.

Номенклатура размеров этих локринговых соединений широка, она позволяет подобрать детали для любых сочетаний диаметров трубок и материалов. Это: переход на капиллярную трубку (см. рис. 4), различные заглушки и разветвители.

Рис. 4. Пример локрингового переходника для трубок различных диаметров

Жидкий герметизирующий состав LOKPREP

Для более плотного соединения между трубками (внутри соединения LOKRING), используют еще специальный герметик LOKPREP (рис. 5).

Рис. 5. Варианты упаковки герметика LOKPREP

Жидкий уплотнитель LOKPREP — анаэробная жидкость, имеющая в своем составе эластичное вещество. Он гарантирует качественное уплотнение между трубками из различных материалов.

Надежность локрингового соединения иллюстрирует рис. 6 — даже при разрыве трубки муфта остается целой.

Рис. 6. Пример прочности локрингового соединения

Выбор соединений LOKRING

В зависимости от материалов трубок, которые надо соединять, возможен выбор между двумя различными вариантами соединений LOKRING:

Методика выполнения локринговых соединений

Известно, что в БХП имеются трубки, выполненные из разных материалов (например из меди и алюминия). Как их соединить? Для этого и служат локринговые соединения.

Примечание. Прямое соединение меди и алюминия недопустимо, так как в этом случае возникает эффект гальванической коррозии (она проходит более интенсивно, если на соединение попадает влага).

Избежать этого эффекта можно, если использовать соединения LOKRING.

Необходимо заметить, чтобы правильно выполнить соединения LOKRING, используемая длина концов трубок в месте соединения должна быть не менее 18 мм и муфту устанавливают только на прямых участках этих трубок.

При выполнении операции обрезки трубок необходимо использовать специализированный трубоотрезной инструмент. Обрезка трубок, выполненная этим инструментом, очень чиста, без заусенцев на торцевой кромке трубок (см. рис. 7).

Рис. 7. Использование специализированного трубоотрезного инструмента

При выполнении локринговых соединений многое зависит от качественной подготовки соединяемых трубок. Для этого необходимо очистить, обезжирить и удалить следы загрязнений с концов трубок.

Чтобы удалить царапины на концах трубок, зачищают их наждачной (абразивной) бумагой, как показано на рис. 8.

Рис. 8. Способ зачистки трубки с помощью наждачной бумаги

После зачистки трубок наносят небольшое количество жидкого уплотнителя LOKPREP на их концы, как это показано на рис. 9. Очень важно, чтобы уплотнитель не попал внутрь трубки.

Затем вставляют оба конца трубок в муфту (до упора).

Размещают губки специализированных клещей на краях соединения (см. рис. 10).

Затем сжимают кольца муфты до момента, когда они достигнут центрального ограничительного (упорного) кольца. На рис. 10 показан процесс соединения трубки с локринговой заглушкой. Выполняя эту операцию, необходимо предварительно выровнять кольца. После этого нужно подождать приблизительно 3—4 минуты, чтобы дать «застыть» герметику.

После этого можно проводить другие работы на БХП (вакуумирование и др.).

Инструмент для работы с изобутаном

Согласно рекомендациям по работе с изобутаном, необходимо иметь следующие инструменты и оборудование:

— установка холодной сварки технологических патрубков или комплект соединительных муфт LOKRING;

— сервисный баллон с азотом, редуктором и шлангом;

— специализированный электронный течеискательдля изобутана (рис. 11);

Рис. 11. Специализированный течеискатель для изобутана

— вакуум-заправочная станция, для работы с R-600a (рис. 12). Это оборудование должно иметь соответствующий сертификат;

Рис. 12. Вакуум-заправочная станция

— сервисный баллон с хладагентом R-600a (емкостью 0,4+0,2 кг). Весы и баллон показаны на рис. 13;

Рис. 13. Электронные весы и баллон с хладагентом R-600a

— ножницы для резки капиллярных трубок;

— прокалывающие клещи с захватом под цеолитовый патрон;

— прокалывающие клещи с захватом под технологический патрубок;

— пережимные технологические клещи;

— шланг с захватом, имеющий игольчатый клапан. Особенность такого шланга состоит в малой величине внутреннего диаметра, чтобы максимально снизить потери хладагента при отключении шланга от баллона или уменьшить величину ошибки при определении заправочной дозы с учетом внутреннего объема шланга.

Технология проведения заправочных работ

Предостережения

При утилизации негодного компрессора необходимо принять меры к освобождению его масла от избыточного содержания изобутана. В противном случае (например, при нагреве и одновременно с этим воздействии тряски или вибрации), возможно выделение изобутана в полость компрессора.

Технологические особенности работы с изобутаном

Краткая технология проведения ремонтов на БХП с изобутаном

Ниже приведено упрощенное описание проведения ремонта БХП, предназначенных для работы с R600a. Сам процесс ремонта и заправки БХП строится по следующим принципам:

Точное определение дефекта БХП

— В первую очередь необходимо произвести визуальный осмотр БХП (в рабочем и нерабочем состояниях);

— производят проверку герметичности системы с помощью электронного течеискателя для горючих газов (в нерабочем и рабочем состояниях холодильного агрегата);

— проверяют давление в системе через технологический патрубок при помощи игольчатого захвата.

Необходимо заметить, что признаки утечки на стороне высокого давления совпадают с признаками в системах, работающих на традиционных хладагентах.

Что же касается утечки на стороне низкого давления, то в этом случае происходит всасывание окружающего воздуха в систему. При этом давление в системе возрастает как со стороны высокого, так и со стороны низкого давления. Парциальное давление хладагента падает, изменяется температура кипения. Основными признаками подобного дефекта являются:

а) пониженная температура на впрыске в испаритель;

б) падение температуры в конце линии испарителя;

в) повышенные давление и температура на линии нагнетания.

При поиске утечек желательно ввести несколько большее количество хладагента, нежели указано в паспортных данных на данный конкретный тип БХП. Повышенное давление в системе более эффективно поможет локализовать место утечки. Для поиска утечки можно применять как специализированные течеискатели для горючих газов, так и использовать нанесение мыльных растворов (в доступных для этого местах).

Удаление газа и предварительное вакуумирование до 5 мБар

Следующим этапом открывают вентиль захвата. Удаление газа производится до момента выравнивания давления в системе с атмосферным давлением. При этом весьма полезно запустить компрессор, чтобы ускорить операцию по освобождению системы от газа. В случае, если прокалывающее устройство подключено к заправочному патрубку компрессора, операция извлечения газа из системы должна быть выполнена с остановкой компрессора (при этом необходимо избегать всасывания воздуха в систему). После этого закрывают вентиль и отсоединяют шланг.

Затем соединяют шлангом захват (установлен на осушительном патроне) с вакуумным насосом, включают вакуумный насос. Вакуумируют систему до давления 5 мБар или ниже, закрывают все вентили.

Продувка азотом (N₂)

Подсоединяют трубопровод от баллона с азотом (N₂) к ручному вентилю игольчатого захвата на технологическом патрубке компрессора. Продувают холодильный агрегат, открыв ручной вентиль игольчатого захвата на фильтре-осушителе. Вентиль на станции заправки открывают медленно. Рабочее давление следует настроить на редукторе давления, привинченному к баллону с азотом (N₂). Давление должно быть не более 6 Бар.

Затем отрезают капиллярную трубку специальным отрезным инструментом, продувают азотом холодильный агрегат и проверяют свободное прохождение газа через систему.

После устранения причин возникновения утечек устанавливают новый фильтр-осушитель.

В моделях бытовой холодильной техники, работающих на хладагенте R600a, используют трехслойный фильтр дегидратации типа ХН9 или ему подобные.

Не допускают, чтобы холодильный агрегат находился в открытом состоянии (без избыточного давления) более 15 минут. Инструменты и запасные части должны быть подготовлены заранее и находились в непосредственной близости от места проведения работ.

Окончательное (глубокое) вакуумирование

Подготавливают и подсоединяют к системе БХП заправочную станцию. Трубопровод всасывания подсоединяют к технологическому патрубку компрессора (или к игольчатому захвату).

Открывают вентиль вакуумного насоса, включают вакуумный насос станции и доводят вакуум в системе до 1 мБар. Время вакуумирования должно составлять не менее 20 минут. После этого закрывают вентиль вакуумного насоса и выключают сам насос. Через несколько минут производят проверку давления в системе. Если стрелка вакуумного манометра отклоняется в сторону более высокого значения давления, то, возможно, в системе имеется утечка хладагента — необходимо найти и устранить утечку.

Если давление остается стабильным (равным 1 мБар), закрывают вентили насоса и вакуумного манометра.

После этапа глубокого вакуумирования производят заправку системы хладагентом R600a.

Процесс заправки показан на рис. 14.

Рис. 14. Процесс заправки системы хладагентом R600a

После заправки проверяют все стыки холодильного агрегата электронным течеискателем.

Утечку хладагента контролируют в следующих местах: на стороне всасывания — при неработающем компрессоре, на стороне нагнетания — во время работы компрессора (время проверки каждого стыка не менее 3 с).

В заключение убеждаются в правильности работы холодильного агрегата, проверяют, чтобы испаритель полностью обмерзал.

После использования заправочного оборудования обязательно продувают все шланги азотом. Убеждаются, что закрыт вентиль вакуумного манометра.

В заключении отметим, что правильное выполнение операций по ремонту БХП с хладагентом R600a позволит в дальнейшем избежать ситуаций, связанных с неисправной работой холодильной техники.

Источник