Dla wolnostojącego sprzętu chłodniczego firma Tecumseh zatwierdziła jako dopuszczalne alternatywy dla czynnika chłodniczego R404A czynniki R449A i R452A. Jednakże z uwagi na wyższe temperatury tłoczenia, dominujące w przypadku czynnika R449A, sprężarki wykorzystywane we wspomnianych powyżej zastosowaniach muszą ściśle spełniać wymagania określone w przygotowanych wytycznych firmy Tecumseh. Ponadto czynniki chłodnicze R449A i R452A są mieszaninami nieazeotropowymi, o znacznym poślizgu temperaturowym, który należy uwzględnić w danym zastosowaniu. 

Przygotowane zasady i wytyczne mają na celu dostarczenie praktycznych informacji i wskazówek do stosowania R449A lub R452A w nowych i istniejących systemach wysoko-, średnio- oraz niskotemperaturowych w chłodnictwie komercyjnym. Wytyczne te mają zastosowanie do wszystkich hermetycznych sprężarek tłokowych i rotacyjnych Tecumseh (obejmują również agregaty Tecumseh), z wyjątkiem produktów Masterflux®. R449A lub R452A może być stosowany tylko w sprężarkach Tecumseh zatwierdzonych dla tych czynników chłodniczych.

R449A i R452A nie są bezpośrednimi zamiennikami typu „drop- in” zastępującymi R404A / R507. Wydajność chłodnicza i efektywność energetyczna może się nieco różnić i potencjalne różnice należy uwzględniać przy wymianie czynnika czy projektowaniu systemów.

W przeciwieństwie do czynnika R452A, R449A ma wyższą temperaturę tłoczenia w stosunku do R404A (10 do 30 K), zwłaszcza przy niższych temperaturach parowania. W związku z tym należy podjąć szczególne środki ostrożności w celu zapewnienia niezawodnej pracy sprężarki.

Dane ekologiczne

R449A i R452A są mieszaninami znanych fluorowęglowodorów (HFC) z nowymi molekułami hydrofluoroolefinowymi R1234yf (HFO), ze zmianami składu przedstawionymi szczegółowo w tabeli 1.

Obydwa czynniki R449A i R452A są niepalne. Otrzymały one klasę bezpieczeństwa A1 zgodnie z ASHRAE 34 i EN 378. A1 co oznacza, że substancja jest sklasyfikowana jako „nie niebezpieczna” zgodnie z poniższą nomenklaturą:

A – niska toksyczność;

1 – nie rozprzestrzenia płomienia przy 18°C, 101 300 Pa.

Jednakże, ponieważ R449A i R452A zawierają tzw. „łagodnie łatwopalne” składniki R32 i R1234yf, nie powinny być mieszane z powietrzem podczas kontroli szczelności układu, jako że mieszanina taka mogłaby stać się palna.

Inne właściwości fizyczne zostały przedstawione w tabeli 2.

R449A i R452A nie zawierają chloru, a co za tym idzie czynniki te mają zerowy potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP). Ich wpływ na efekt cieplarniany (GWP) jest odpowiednio o 64% i 45% niższy niż dla R404A (rys. 1.).

Rys. 1. Porównanie współczynnika GWP dla czynników R507, R404A, R452A, R449A

Właściwości czynników

Poślizg temperaturowy i wydajność wymienników ciepła

R404A jest mieszaniną quasi-azeotropową, co oznacza, że cały proces skraplania i parowania przebiega w prawie tej samej temperaturze pod danym ciśnieniem (poślizg temperaturowy jest niższy niż 0,5 K). W przypadku czynników R449A i R452A wykazują one poślizg temperaturowy od 1,5 do 5 K, w zależności od warunków pracy (tabela 3.). Poślizg efektywny uwzględnia rzeczywiste temperatury na wlocie do parownika.

Temperatura będzie maleć podczas fazowego procesu odparowania i wzrastać podczas procesu skraplania. Wymienniki ciepła w technologii przeciwprądowej, które głównie stosuje się w ostatnich latach, będą mniej podatne na to zjawisko fizyczne niż wymienniki współprądowe.

Ponadto uśredniona temperatura fazy parowania tzw. „środkowa” (mid-point) zwiększa różnicę temperatur (delta T) między czynnikiem a medium chłodzonym w stosunku do odpowiadającej temperatury punktu rosy.

Te dwa fakty mogą przeciwdziałać ewentualnym stratom wydajności wymiennika ciepła z nowymi czynnikami. Pozostaje jednak ryzyko nadmiernego zalodzenia parownika, które jest zależne od rodzaju czynnika chłodniczego oraz natężania przepływu przez wymiennik ciepła. Kontrola czasu odtajania (częstotliwość i długość) oraz nastawy temperatur powinny być przeregulowane i / lub zresetowane, w celu redukcji ryzyka nadmiernego narastania lodu.

W celu prawidłowego zasilania elementu rozprężnego i uzyskania oczekiwanej wydajności parownika, należy zapewnić odpowiednio duże dochłodzenie czynnika na wylocie ze skraplacza. Wielkość dochłodzenia należy określać, opierając się na temperaturze punktu wrzenia. W celu określenia ilości przegrzania, należy odnosić się do temperatury punktu rosy.

Ciśnienia nasycenia dla R452A są marginalnie niższe niż dla R404A, natomiast dla R449A są nieco niższe niż dla R404A.

Rys. 2. Krzywe ciśnienia nasycenia dla R452A, R449A, R404A

Warunki mierzenia i publikowania wydajności zgodnie ze standardami referencyjnymi

Standardem dla określania wydajności sprężarek jest temperatura punktu rosy, ponieważ pozwala na wyraźną korelację pomiędzy ciśnieniem a temperaturą. Dla celów analizy natomiast możemy korzystać z temperatury średniej (mid-point) dla określania rzeczywistej wydajności systemu lub porównań z wydajnościami dla innych mieszanek jak i „starych” czynników.

Średnia temperatura skraplania jest średnią arytmetyczną temperatur punktu rosy i punktu wrzenia przy zadanym ciśnieniu skraplania i jest prosta do obliczenia. Jednakże średnia temperatura parowania jest średnią pomiędzy temperaturą punktu rosy przy ciśnieniu parowania a temperaturą na wlocie do parownika, która to zależy od ciśnienia skraplania i stopnia dochłodzenia. Szczegółowe informacje oraz sposób przekształcenia temperatury punktu rosy do średniej temperatury parowania zawarte zostały w wytycznych ASERCOM odnośnie poślizgu temperaturowego i metod obliczeniowych.

Wydajności w zakresie średnich temperatur

(...)

Wydajności w zakresie niskich temperatur

(...)

Niezawodność sprężarek

Kompatybilność

(...)

Stabilność chemiczna

(...)

Wilgoć

(...)

Lepkość

(...)

Stabilność termiczna

(...)

Chłodzenie sprężarki

(...)

Koperta pracy sprężarki

(...)

Strona praktyczna

Napełnienie czynnikiem

(...)

Nastawa zaworów rozprężnych

(...)

Różnice w ciśnieniu skraplania po wymianie czynnika

(...)

Nastawy presostatów

(...)

Poziom głośności

(...)

Inwestycje w długookresowe rozwiązania w zakresie czynników chłodniczych

Firma Tecumseh stale przeznacza znaczne nakłady finansowe na ocenę swoich produktów pod względem stosowania w nich czynników chłodniczych o niskim współczynniku ocieplenia globalnego (GWP), w tym określenia zrównoważonego rozwiązania długookresowego. Kontynowna jest również ocena innych rozwiązań przejściowych zastępujących czynnik R404A, stwarzających możliwość zapewnienia większej sprawności sprężarek bez uszczerbku na niezawodności produktu.

Nowe sprężarki dla chłodnictwa komercyjnego serii TC, AE², AK2 i AJ² firmy Tecumseh są zoptymalizowane pod kątem stosowania w nich jako czynnika chłodniczego przyjaznego dla środowiska R290 (propanu). Niektóre modele serii AE² i nowa seria AJ² są zoptymalizowane również pod kątem stosowania w nich czynnika chłodniczego HFO, R1234yf. Cała gama sprężarek firmy Tecumseh o mocy poniżej 1 KM jest zgodna z czynnikiem R134a. Wszystkie sprężarki dla chłodnictwa komercyjnego następnej generacji firmy Tecumseh są projektowane w celu stosowania w nich najlepszych dostępnych przyjaznych dla środowiska czynników chłodniczych.