Ретрофит хладагента: расчёт холода чиллера после замены фреона

Ретрофит хладагента — замена фреона в существующем чиллере на другой без замены компрессора — меняет холодопроизводительность, потребление, давление конденсации и температуру нагнетания, потому что у нового хладагента другая объёмная холодопроизводительность при той же подаче компрессора. Калькулятор считает по уравнениям состояния, сколько холода даст машина после замены R22, R404A, R507A или R134a на разрешённые сегодня смеси, и на что обратить внимание до заправки.

Расчёт замены хладагента

Замена R22 → R407C R22 → R407A R404A → R448A R404A → R449A R404A → R452A R404A → R407A R507A → R448A R507A → R449A R507A → R452A R134a → R513A R134a → R450A Холод на старом хладагенте, кВт

Кипение, °C Конденсация, °C

Выносной конденсатор

Давление конденсации выше на 8 %: сверьте с допустимым давлением стороны нагнетания по шильдику.

Холод после замены

99,4

кВт

Холод, % от старого

99

Потребление, % от старого

104

Конденсация, бар

18,6 (было 17,3)

Нагнетание, °C

75 (было 84)

Подобрать чиллер на 100,0 кВт

Подбор модели откроется на сайте производителя xiron.ru

Оборудование не укладывается в калькулятор? Опишите задачу словами — ассистент посчитает нагрузку и подберёт чиллер

Что охлаждаете, сколько и при какой температуре Посчитать и подобрать

Когда нужен этот расчёт

• Старый хладагент не купить. R22 выведен из оборота, R404A и R507A с GWP около 4000 попадают под квоты; машина исправна, и её хотят оставить в работе.
• Нужно знать, хватит ли холода. После замены компрессор качает тот же объём пара, но в кубометре пара нового хладагента другое количество холода; если его меньше на 10 %, в жару машина не удержит температуру воды.
• Проверка давлений и масла. Часть замен поднимает давление конденсации и температуру нагнетания; расчёт показывает, на сколько, чтобы сверить с допустимым давлением по шильдику и с маслом, — какое масло с каким хладагентом совместимо, разобрано в справочнике о масле для компрессора чиллера.
• Решение «ретрофит или новая машина». Если холода после замены не хватает или давление выше допустимого, остаётся новый чиллер; кнопка под расчётом ведёт к подбору на холод старой машины.

Можно ли заменить R22 на R407C без замены компрессора?

R22 на R407C в чиллере заменить можно без замены компрессора: давления близки (конденсация 18,6 бар вместо 17,3 при 45 °C), холодопроизводительность остаётся в пределах нескольких процентов, температура нагнетания падает. Обязательных работ три: заменить минеральное масло на полиэфирное (POE) с промывкой до остаточного содержания минерального масла меньше 5 %, заменить фильтр-осушитель и уплотнения, проверить настройку терморегулирующего вентиля (ТРВ) под новый хладагент.

У R407C температурный глайд около 6 K: в испарителе и конденсаторе смесь кипит и конденсируется не при одной температуре, а в интервале. Из-за этого датчики давления показывают «не ту» температуру, чем при R22, а в реальных теплообменниках холода получается на несколько процентов меньше, чем по циклу, — калькулятор учитывает это поправкой 0,96. Заправляют смесь только жидкостью из баллона, иначе состав в системе уйдёт от паспортного. Для R410A такой замены нет: машины на нём переводят только на новое оборудование, — справочник о замене R410A на R32 и R290.

Формула

Q₂ = Q₁ × q_v2 / q_v1 × k_гл

N₂ / N₁ = (q_v2 / COP₂) / (q_v1 / COP₁)

• Q₁, Q₂ — холодопроизводительность до и после замены, кВт; компрессор тот же, его объёмная подача не меняется.
• q_v1, q_v2 — объёмная холодопроизводительность хладагента, кДж/м³ пара на входе в компрессор, при заданных температурах кипения и конденсации; считается по уравнениям состояния при перегреве 5 K и переохлаждении 5 K; для смесей с глайдом кипение и конденсация — средние температуры между точками росы и кипения.
• COP₁, COP₂ — холодильный коэффициент цикла при изоэнтропном КПД компрессора 0,7; N₁, N₂ — потребление компрессора до и после, кВт.
• k_гл — поправка на глайд: 0,96 для смесей с глайдом больше 3 K (R407C, R407A, R448A, R449A, R452A), 1 для R513A и R450A, ориентировочно.

GWP — по AR4, как в регламентах на фторированные газы; все перечисленные хладагенты класса A1 по ГОСТ Р ИСО 817. При другом режиме цифры другие: при −30 °C кипения объёмная холодопроизводительность втрое ниже, а разница между хладагентами меняется, поэтому калькулятор интерполирует по сетке от −40 до 10 °C кипения и от 25 до 60 °C конденсации. Давления по температурам для каждого хладагента — в справочнике о давлении и температуре кипения хладагентов.

Пример расчёта

Чиллер на R22 даёт 100 кВт при кипении 2 °C и конденсации 45 °C; рассматривается перевод на R407C.

1. По таблице: q_v1 = 3544,6 кДж/м³ и COP₁ = 3,746 для R22; q_v2 = 3669,7 кДж/м³ и COP₂ = 3,730 для R407C (в таблице значения округлены).
2. Холод после замены: Q₂ = 100 × 3669,7 / 3544,6 × 0,96 = 100 × 1,0353 × 0,96 = 99,39 кВт, округлённо 99,4 кВт — 99 % от прежнего.
3. Потребление: (3669,7 / 3,730) / (3544,6 / 3,746) = 983,8 / 946,2 = 1,040 — 104 % от прежнего.
4. Давление конденсации при 45 °C по тем же уравнениям состояния: 17,3 бар у R22 и 18,6 бар у R407C — рост на 8 %: его сверяют с допустимым давлением стороны нагнетания по шильдику машины. Температура нагнетания падает с 84 до 75 °C.

Та же машина на R404A при переводе на R448A получает 103 % холода и 100 % потребления, но нагнетание растёт с 62 до 73 °C; при −30 °C кипения рост уже 20 °C, и температуру масла контролируют. Если после замены холода не хватает, нагрузку пересчитывают по расходу воды и перепаду температур и сравнивают с тем, что осталось.

Типовые ошибки

• Оставить минеральное масло. HFC-смеси не растворяются в минеральном масле: оно оседает в испарителе, компрессор остаётся без смазки и клинит; промывают до остатка меньше 5 % и заливают POE.
• Заправлять смесь паром. Из баллона с R407C или R448A паром уходит лёгкая фракция, состав в машине меняется, давления и холод «плывут»; заправляют только жидкостью, через смотровое стекло.
• Не пересчитать защиту по давлению. Реле высокого давления настроено под старый хладагент; при переходе на смесь с давлением на 8–15 % выше оно срабатывает в жару, — справочник об ошибке высокого давления.
• Ждать паспортный холод. После ретрофита машина даёт то, что даёт новый хладагент, а не цифру с шильдика; если это меньше нагрузки, дешевле менять не хладагент, а компрессор или чиллер, — справочник о замене компрессора чиллера.

Вопросы и ответы

Сколько холода даст чиллер после замены R22 на R407C?

После замены R22 на R407C чиллер даёт около 99 % прежнего холода при кипении 2 °C и конденсации 45 °C: по циклу объёмная холодопроизводительность R407C на 3,5 % выше, но смесь с глайдом в реальных теплообменниках теряет около 4 %. Потребление растёт примерно на 4 %, давление конденсации — на 8 %.

Чем заменить R404A в чиллере?

R404A в существующей машине заменяют на R448A, R449A или R452A: R448A и R449A дают на 3–4 % больше холода при том же потреблении и GWP около 1400 вместо 3922, но нагнетание горячее на 10–20 °C; R452A почти не меняет давления и нагнетания, но GWP у него 2140. Во всех случаях меняют масло на POE и заправляют смесь только жидкостью.

Можно ли перевести чиллер с R410A на R32?

Перевести чиллер с R410A на R32 нельзя: R32 горюч (класс A2L) и требует другой конструкции, и машины на R410A переводят только на новое оборудование. Ретрофит возможен для R22, R404A, R507A и R134a на смеси класса A1.