Примеры решений

В апреле 2012 года на предприятии индийской компании Godrej group была изготовлена пилотная партия кондиционеров (оконных и сплит-систем), использующих в качестве хладагента пропан (R290).

При разработке серийной модели бытового кондиционера на пропане пришлось столкнуться с рядом сложностей, связанных как с требованиями безопасности, так и с необходимостью повышения энергоэффективности.

Существенной проблемой для разработчиков стало ограничение количества хладагента в контуре кондиционера, установленное стандартом EN 378. Согласно документу, максимальное количество хладагента, используемого в оборудовании, устанавливаемом в помещении, вычисляется, исходя из объема помещения и нижнего предела воспламеняемости хладагента. То есть, в типичную сплит-систему мощностью 5 кВт можно заправить не более 361 г пропана.

В то же время сравнительные тесты показали, что при использовании пропана холодопроизводительность устройства снижается на 6 % (по сравнению с R22), COP повышается на 14 %, а энергопотребление уменьшается на 17,8 %. Для заправки холодильного контура требуется в два раза меньше хладагента: в среднем 575 г.

Если заправить пропаном кондиционер с компрессором номинальной мощностью на 10% выше, чем у кондиционера, заправленного R22, то результаты будут выглядеть так:

холодопроизводительность пропанового кондиционера выше на 4,3 %;

COP выше на 7 %;

энергопотребление ниже на 3,5 %;

количество хладагента на 49 % ниже (в среднем 585 г).

В обоих случаях количество заправленного пропана превышает установленное EN 378 значение.

Один из путей решения проблемы — применение конденсатора с меньшим диаметром трубок. При этом холодопроизводительность пропанового кондиционера по сравнению с аналогом на R22 уменьшается всего на 0,5 %, COP вырастает на 21 %, энергопотребление снижается на 18 %, а количество хладагента в контуре составляет 355 г.

Второй путь – применение микроканальных теплообменников. Это позволяет добиться следующих результатов:

холодопроизводительность ниже на 3 %;

COP выше на 16,5 %;

энергопотребление ниже на 20 %;

среднее количество хладагента 360 г.

Имитация утечек показала, что в наихудшем случае из контура выходит лишь 65–75 % хладагента. При выключенном устройстве срабатывание газового датчика, включающего вентилятор внутреннего блока при концентрации пропана, равной 20 % от нижнего предела воспламеняемости, позволит избежать риска возгорания.

Использование соленоидных клапанов, перекрывающих линию жидкого хладагента, способно уменьшить утечку до 20 % от общего количества пропана в контуре.

Испытания пропановых кондиционеров показали, что при высоких температурах COP и производительность моделей на R290 сравнимы с показателями моделей на R22, что подтверждает возможность использования пропана как хладагента в странах с жарким климатом.