R407C jako zamiennik R22

W charakterze krótkoterminowych zamienników czynnika R22 najczęściej proponuje się miesza­niny typu HFC złożone z R32, R125 i R134a, gdyż ich wydajność i efektywność jest odpowied­nia (rys. 1). Początkowo dwie firmy wprowadziły na rynek własne mieszaniny o takim samym składzie, pod nazwami AC9000* (DuPont) i KLEA66* (ICI). W nomenklaturze ASHRAE otrzymały one numer R407C. Później pojawiły się jeszcze kolejne propozycje (R407D*7R407E /R407F) różniące się udziałem poszczegól­nych składników, których własności zostały ukształtowane z myślą o specyficznych zastosowaniach.

W odróżnieniu od zamienników czynnika R502, utworzonych z tych samych składników, mieszaniny proponowane jako substytuty R22 zawierają więcej R32 i R134a. Dzięki temu uzyskano wartości ciśnienia roboczego, maso­wego natężenia przepływu, gęstości pary i jednostkowej wydajności chłodniczej objętościowej na poziomie zbliżonym do własności R22. Przy tym potencjał tworzenia efektu cieplarnianego jest stosunkowo niski (GWP100 = 1520), co pozwala spodziewać się korzystnych wartości wskaźnika TEWI.
Istotną przeszkodą w stosowaniu R407C jest duży poślizg temperaturowy, który wymaga prawidłowego zaprojektowania układu i może obniżyć efektywność pracy wymienników ciepła.

Z powodu swoich własności mieszanina R407C może zastępować R22 głównie w urządzeniach klimatyzacyjnych oraz (z pewnymi ograniczeniami) w średniotemperaturowych układach chłodniczych. W przypadku instalacji nisko­temperaturowych, z uwagi na duży udział R134a, należy się spodziewać wyraźnego obniżenia wydajności chłodniczej i współczynnika wydaj­ności chłodniczej. Istnieje także groźba wzrostu stężenia R134a w parowniku, co w konsekwen­cji może prowadzić do spadku wydajności zaworu rozprężnego, a nawet do jego nieprawidłowego działania (np. przy zbyt małym przegrzaniu pary na ssaniu).

* Poprzednie nazwy handlowe wyszły z użycia.
** Z powodu dużego udziału R134a (70%), mieszanina R407D nie nadaje się na zamiennik R22, lecz może zastępować R12 w urządzeniach niskotemperaturowych.




Rys. 1. Porównanie wydajności chłodniczej (Q_o) i współczynnika wydajności chłodniczej (COP) czynników R407C i R22 w instalacji z półhermetycznym agregatem sprężarkowym, w zależności od temperatury parowania i temperatury skraplania (t_C).


Rys. 2. Porównanie parametrów nasycenia czynników R407C i R22.


Wymagania techniczne

Doświadczenie w zakresie budowy układów chłodniczych z czynnikiem R22 można tylko częściowo wykorzystać w odniesieniu do mie­szaniny R407C. Duży poślizg temperaturowy wymaga specjalnych rozwiązań głównych elementów instalacji chłodniczej, takich jak np. parownik, skraplacz, zawór rozprężny. W tym kontekście należy zaznaczyć, że wymien­niki ciepła powinny pracować raczej w układzie przeciwprądowym, przy zoptymalizowanym zasilaniu czynnikiem chłodniczym. Specjalne wymagania dotyczą również regulacji elemen­tów automatyki oraz posługiwania się mieszaniną zeotropową podczas prac serwisowych. Co więcej, nie zaleca się korzystania z R407C w układach z parownikiem zalanym, z uwagi na niebezpieczeństwo zróżnicowania składu w poszczególnych częściach instalacji i roz­warstwiania się mieszaniny w parowniku.

Przezbrajanie układów z R22

Dla celów eksperymentalnych dokonano przezbrojenia szeregu instalacji. Jednak z przytoczonych wyżej względów, nie można sformułować zaleceń o charakterze ogólnym. Każdy przypadek wymaga indywidualnej analizy.
 

Opracowanie na podstawie Raportu BITZER Czynniki Chłodnicze - wydanie 16.