R290 хладагент (пропан): Характеристики фреона, сравнение

R290 хладагент (пропан) – газ без цвета и запаха, используемый в холодильном и климатическом оборудовании. Не токсичен, легко воспламеняется если смешан с воздухом в концентрации от 0,021 до 0,095. Хладагент природного происхождения, известен пот торговыми марками:

Minus40;
CARE 40;
HC-R290;
Хладагент 290;
Propane.

В публикации мы расскажем про R290 хладагент: характеристики, свойства, особенности этого газа. Приведем сравнение его характеристик с другими фреонами. Также составили для вас таблицы давления, температуры, энтальпии и энтропии для хладагента R-290, пропана.

Содержание Скрыть

1 История R290

2 Применение фреона R-290

3 Особенности хладагента

4 Характеристики хладагента R290

5 Таблица давления-температуры (p-t chart) R290 фреона

6 Сравнение с другими хладагентами

7 Ретрофит оборудования на R290 газ

8 Термодинамические характеристики R-290

9 Хранение и обращение с хладагентом R290

10 Влияние R-290 на здоровье человека

История R290

Пропан (R290) применяется как хладагент со второй половины ХХ века. Но был вытеснен фреонами R22, R502 и их аналогами R404a и R507. Есть две причины отказа производителей холодильного оборудования от пропана:

Высокая пожароопасность.
Необходимость использования компрессора с большим рабочим объемом.

После подписания Монреальского протокола в 1987 году, нужно было искать замены озоноразрушающим хладагентам. Производители фреонов, холодильной и климатической техники пошли тремя путями:

Разработка новых хладагентов;
Создание смесей на основе старых газов;
Производство оборудования на природных хладагентах.

R-290 имеет хорошие перспективы. Он встречается в природе, для его получения не нужно проводить химический синтез. У пропана хорошие показатели холодопроизводительности. Техника на таком хладагенте отличается низким потреблением электроэнергии и хорошим коэффициентом преобразования COP.

Потенциал глобального потепления (ПГП, GWP) у R290 равен 3. Потенциал разрушения озонового слоя (ОРП, ODP) – отсутствует. Для сравнения, у хладагента R22 ОРП = 0,05, ПГП = 1,810. Поэтому вероятность запрета или ограничения использования пропана в качестве хладагента – минимальна.

Применение фреона R-290

R290 используется в системах охлаждения со второй половины 20 века. В основном это промышленное оборудование, но в некоторых странах выпускаются бытовые холодильники на этом хладагенте.

Пропан используют в составе многокомпонентных хладагентов. Большинство из них не утверждено, не имеет классификационного номера. Некоторые запрещены из-за высокой пожароопасности. Сейчас R290 входит в состав следующих газов (указана массовая концентрация):

R-290A – 50%;
R-402A – 2%;
R-402B – 2%;
R-403B – 5%;
R-428A – 0,6%;
R-441A – 54,8%.

Хладагент R-290 рекомендован Американским агентством по защите окружающей среды, как альтернатива ГФУ (HFC) и ГХФУ (HCFC). Эта же организация не рекомендует использовать его в автомобильных кондиционерах. Причина – высокий риск воспламенения газа при утечке.

R-290 применятся как хладагент в:

Чиллерах;
Мультизональных кондиционерах;
Тепловых насосах;
Бытовых, коммерческих и промышленных холодильниках и камерах;
АБХМ;
Системах охлаждения на производстве.

Особенности хладагента

R290 – горючий газ. Он горит, когда его концентрация в воздухе составляет от 2,1 до 9,5 %. В процессе горения не выделяется токсичных веществ. При температуре выше 650 градусов Цельсия он разлагается на этилен и этан.

Рабочее давление хладагента R290 выше, чем у R600a, R134a, R22 и аналогов. В оборудовании, использующем пропан в качестве хладагента установлены компрессоры с большим рабочим объемом, а стенки медных трубок фреоновой магистрали толще обычных.

Интересный факт

Чистый пропан не пахнет. Но в некоторых спецификациях указано, что у него сладковатый запах. Это верно в тех случаях, когда к газу добавляют одорант. Производители хладагентов используют его в целях безопасности, чтобы в случае утечки человек мог почувствовать ее.

Стоимость техники на R290 выше, чем на большинстве других хладагентов. Но в долгосрочной перспективе она окупается. Пропан гораздо дешевле других фреонов, доступнее, а для заправки в систему его нужно гораздо меньше. Экономия при заправке системы может достигать 60%.

В отличие от других фреонов, R290 совместим с любыми компрессорными маслами (минеральными, алкилбензольными, полиолэфирными). Но лучшую холодопроизводительность показывает с POE маслом.

Характеристики хладагента R290

Ниже приводим таблицу с техническими (физическими) характеристиками r290 хладагента (пропана). Другие данные по этому газу вы найдете дальше в статье.

Характеристики R290	Значение
Химическая формула	C3H8
Молярная масса	44,097 г/моль
Плотность (0 °C, 1 атм.)	2,0098 кг/м3
Плотность жидкости (20 °C)	499,85 кг/м3
Плотность пара (20 °C)	18,11 кг/м3
Точка плавления (°C)	−187,7
Точка плавления (°F)	−305,8
Точка плавления (K)	85,5
Точка кипения (°C)	От −42,25 до −42,04
Точка кипения (°F)	От -44,05 до -43,67
Точка кипения (K)	От 230,90 до 231,11
Температура вспышки (°C)	−104
Температура вспышки (°F)	−155
Температура вспышки (K)	169
Температура самовоспламенения (°C)	470
Температура самовоспламенения (°F)	878
Температура самовоспламенения (K)	743
Растворимость в воде ((0 °C))	47 мг/л
log P	2236
Давление пара (21,1 °C (70,0 °F))	853,16 кПа
Константа закона Генри (kH)	15 нмоль/(Па*кг)
Магнитная восприимчивость (χ)	−0,0000451 см3/моль
Дипольный момент	0,083 D
Теплоемкость (C)	73,60 Дж/(К*моль)
Вид	Бесцветный газ
Запах	Сладкий
Класс безопасности	A3

Таблица давления-температуры (p-t chart) R290 фреона

T,°C	P, бар	P, psig	T,°C	P, бар	P, psig
-70	0,24	-11,15	2	5,04	58,41
-68	0,27	-10,71	4	5,35	62,90
-66	0,31	-10,23	6	5,67	67,60
-64	0,34	-9,70	8	6,01	72,50
-62	0,38	-9,13	10	6,37	77,62
-60	0,43	-8,50	12	6,73	82,95
-58	0,47	-7,81	14	7,12	88,52
-56	0,53	-7,07	16	7,52	94,31
-54	0,58	-6,27	18	7,93	100,33
-52	0,64	-5,40	20	8,36	106,60
-50	0,71	-4,46	22	8,81	113,11
-48	0,78	-3,44	24	9,28	119,88
-46	0,85	-2,35	26	9,77	126,91
-44	0,93	-1,18	28	10,27	134,20
-42	1,02	0,08	30	10,79	141,77
-40	1,11	1,42	32	11,33	149,61
-38	1,21	2,86	34	11,89	157,73
-36	1,32	4,40	36	12,47	166,16
-34	1,43	6,04	38	13,07	174,86
-32	1,55	7,79	40	13,69	183,87
-30	1,68	9,65	42	14,34	193,20
-28	1,81	11,62	44	15,00	202,84
-26	1,96	13,72	46	15,69	212,82
-24	2,11	15,93	48	16,40	223,11
-22	2,27	18,28	50	17,13	233,74
-20	2,45	20,77	52	17,89	244,72
-18	2,63	23,39	54	18,67	256,06
-16	2,82	26,16	56	19,48	267,74
-14	3,02	29,07	58	20,31	279,81
-12	3,23	32,15	60	21,17	292,25
-10	3,45	35,38	62	22,05	305,07
-8	3,69	38,77	64	22,96	318,28
-6	3,93	42,34	66	23,90	331,91
-4	4,19	46,08	68	24,87	345,94
-2	4,46	50,00	70	25,87	360,40
0	4,74	54,11

Сравнение с другими хладагентами

Таблица сравнения основных характеристик хладагентов R290, R22 и R134a.

Свойство	R290 (пропан)	R22 (ГХФУ)	R134a (ГФУ)
Новое оборудование	Да	Запрещено	Да
Возможность ретрофита	Нет	Запрещено	Да
Озоноразрушающая способность (ОРП)	0	0,055	0
Потенциал глобального потепления (ПГП)	3	1,81	1,37
Точка кипения при 1 бар	-42 °С	-41 °С	-26,6 °С
Критическая температура	97 °С	+96 °С	+100,3 °С
Критическое давление	43 бар	50 бар	40,6 бар
'Молекулярный вес	0,041 1 кг/моль	0,08647 кг/моль	0,1023 кг/моль
Группа безопасности ASHRAE	A3	A1	A1
Нижний предел воспламеняемости	2,1% к объему	Не горючий	Не горючий
Верхний предел воспламеняемости	9,5% к объему	Не горючий	Не горючий
Совместимые масла	MO, AB, POE	МО, АВ	POE
Вид	Бесцветный	Бесцветный	Бесцветный
Запах	Сладковатый	Легкий эфирный	Легкий эфирный

В следующей таблице сравниваются характеристики чиллеров одинаковой производительности, работающих на хладагентах R290, R134a и R1234ze. В таблице используются следующие обозначения:

Turbocor – центробежный компрессор от Danfoss;
EER – Energy efficiency ratio, коэффициент энергоэффективности;
SEER – Seasonal energy efficiency ratio, сезонный коэффициент энергоэффективности;
IRCC – Indicative relative capital cost, ориентировочная относительная капитальная стоимость.

Свойство	R290	R134a	R134a	R1234ze	R1234ze
Тип компрессора	Винтовой	Винтовой	Turbocor	Винтовой	Turbocor
Холодопроизводительность (кВт)	417	417	417	417	417,00
Мощность, включая вентиляторы (кВт)	152	147	121	121	118,00
Энергетический класс	C	C	А	А	А
EER	2,74	2,84	3,43	3,27	3,53
SEER	4,60	4,57	5,09	5,15	5,26
Примерная модуляция	20-100%	20-100%	0–100%	20-100%	0–100%
Заправка хладагента (кг)	44	82	79	159	76
ПГП хладагента	3,00	1,37	1,37	6,00	6,00
Длина (м)	4,50	4,51	4,51	4,51	4,51
Ширина (м)	2,25	2,25	2,25	2,25	2,25
Высота (м)	2,54	2,54	2,53	2,54	2,54
Вес (кг)	4,4980	4,5830	3,0260	4,6290	3,25
IRCC	1,00	0,72	0,98	0,93	0,93

Ниже приводим сравнительный график зависимости давления кипения от температуры фреонов R134a, R290, R404a, R507, R600a.

Ретрофит оборудования на R290 газ

Стоит ли переводить технику на R290 с других хладагентов? Все зависит от того, насколько прост ретрофит. В большгинстве случаев достаточно заменить компрессор и фильтр-осушитель. Иногда потребуется замена медных трубок и капилляра.

В 2018 году на кафедре машиностроения университета Дипонегоро было проведено интересное исследование. Был поставлен эксперимент – кондиционер перевели с R22 хладагента на R290. При этом заменили все основные узлы:

Компрессор;
Конденсатор;
Испаритель;
Капилляр (капиллярную трубку).

Исследователи замеряли разные показатели при работе кондиционера до и после ретрофита. По окончанию эксперимента они пришли к следующим выводам:

Холодопроизводительность R22 больше чем у R290 при использовании компрессоров одинаковой мощности;
Расход R290 ниже чем R22;
С R290 хладагентом кондиционер потребляет меньше электроэнергии, чем с R22;
COP (коэффициент преобразования, аналог КПД) кондиционера с R22 ниже, чем с R290.

График сравнения COP (КПД) хладагентов R290 и R22 — COP хладагентов R290 и R22 в зависимости от температуры хладагента в испарителе.

Подробнее с исследованием и его результатами вы можете ознакомиться по этой ссылке: https://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/pdf/2018/18/matecconf_ijcaet-isampe2018_02021.pdf.

Термодинамические характеристики R-290

Ниже приведена таблица термодинамических характеристик хладагента r290 в жидкой фазе. В ней указаны значения в следующих единицах измерения:

Удельной объем – л/кг;
Удельная плотность – кг/л;
Энтальпия – кДж/кг;
Энтропия – кДж/(кг*К).

Т, °C	P, бар	Уд. Объем	Уд. Плотность	Энтальпия	Энтропия
-100	0,029	1,553	0,644	-23,56	-0,008
-95	0,044	1,566	0,639	-13,26	0,05
-90	0,064	1,579	0,633	-2,897	0,108
-85	0,093	1,592	0,628	7,53	0,164
-80	0,13	1,606	0,623	18,028	0,219
-75	0,18	1,62	0,617	28,6	0,273
-70	0,244	1,634	0,612	39,251	0,326
-65	0,325	1,649	0,607	49,986	0,378
-60	0,427	1,664	0,601	60,811	0,429
-55	0,552	1,679	0,596	71,731	0,48
-50	0,706	1,695	0,59	82,753	0,53
-45	0,891	1,712	0,584	93,881	0,579
-42,12	1,013	1,721	0,581	100,344	0,607
-40	1,111	1,729	0,578	105,123	0,628
-35	1,372	1,746	0,573	116,486	0,676
-30	1,678	1,765	0,567	127,975	0,723
-25	2,034	1,784	0,561	139,598	0,77
-20	2,445	1,804	0,554	151,363	0,817
-15	2,916	1,824	0,548	163,277	0,863
-10	3,453	1,846	0,542	175,348	0,909
-5	4,06	1,868	0,535	187,586	0,955
0	4,745	1,892	0,529	200	1
5	5,511	1,917	0,522	212,6	1,045
10	6,366	1,943	0,515	225,397	1,09
15	7,315	1,97	0,508	238,405	1,135
20	8,365	2	0,5	251,635	1,18
25	9,521	2,031	0,492	265,106	1,225
30	10,79	2,064	0,484	278,833	1,269
35	12,179	2,1	0,476	292,839	1,314
40	13,694	2,139	0,467	307,148	1,359
45	15,343	2,181	0,458	321,79	1,405
50	17,133	2,228	0,449	336,801	1,45
55	19,072	2,279	0,439	352,229	1,496
60	21,168	2,337	0,428	368,136	1,543
65	23,43	2,402	0,416	384,604	1,59
70	25,868	2,478	0,404	401,752	1,639
75	28,493	2,568	0,389	419,761	1,689
80	31,319	2,679	0,373	438,927	1,742
85	34,361	2,825	0,354	459,806	1,798
90	37,641	3,041	0,329	483,708	1,862
95	41,195	3,49	0,287	516,329	1,948

Таблица термодинамических характеристик фреона r290 в состоянии пара (газообразном). Значения указаны в таких единицах:

Удельной объем – л/кг;
Удельная плотность – кг/л;
Энтальпия – кДж/кг;
Энтропия – кДж/(кг*К);
Скрытая теплота- кДж/кг.

Т, °C	P, бар	Уд. Объем	Уд. Плотность	Энтальпия	Энтропия	Скр. Теплота
-100	0,029	11,231	0,089	456,878	2,766	480,438
-95	0,044	7,642	0,131	462,708	2,722	475,967
-90	0,064	5,33	0,188	468,582	2,682	471,479
-85	0,093	3,802	0,263	474,495	2,646	466,964
-80	0,13	2,768	0,361	480,441	2,613	462,413
-75	0,18	2,053	0,487	486,414	2,583	457,814
-70	0,244	1,549	0,646	492,408	2,557	453,157
-65	0,325	1,187	0,843	498,418	2,532	448,432
-60	0,427	0,923	1,084	504,437	2,511	443,626
-55	0,552	0,727	1,376	510,459	2,491	438,728
-50	0,706	0,579	1,727	516,478	2,473	433,725
-45	0,891	0,467	2,143	522,487	2,458	428,605
-42,12	1,013	0,414	2,416	525,941	2,449	425,597
-40	1,111	0,38	2,633	528,479	2,443	423,355
-35	1,372	0,312	3,204	534,447	2,431	417,961
-30	1,678	0,259	3,867	540,384	2,419	412,409
-25	2,034	0,216	4,63	546,282	2,409	406,684
-20	2,445	0,182	5,505	552,132	2,4	400,769
-15	2,916	0,154	6,501	557,926	2,392	394,649
-10	3,453	0,131	7,632	563,653	2,385	388,305
-5	4,06	0,112	8,91	569,304	2,378	381,718
0	4,745	0,097	10,351	574,866	2,372	374,866
5	5,511	0,084	11,969	580,327	2,367	367,727
10	6,366	0,073	13,783	585,673	2,363	360,275
15	7,315	0,063	15,813	590,886	2,358	352,482
20	8,365	0,055	18,082	595,95	2,354	344,314
25	9,521	0,049	20,618	600,842	2,351	335,736
30	10,79	0,043	23,451	605,537	2,347	326,704
35	12,179	0,038	26,618	610,007	2,344	317,167
40	13,694	0,033	30,165	614,214	2,34	307,066
45	15,343	0,029	34,146	618,117	2,336	296,327
50	17,133	0,026	38,63	621,66	2,332	284,859
55	19,072	0,023	43,706	624,773	2,327	272,544
60	21,168	0,02	49,493	627,361	2,321	259,225
65	23,43	0,018	56,152	629,29	2,314	244,686
70	25,868	0,016	63,916	630,372	2,305	228,62
75	28,493	0,014	73,14	630,332	2,294	210,571
80	31,319	0,012	84,406	628,73	2,279	189,802
85	34,361	0,01	98,818	624,75	2,259	164,944
90	37,641	0,008	118,995	616,474	2,227	132,766
95	41,195	0,006	156,309	595,81	2,164	79,481

Хранение и обращение с хладагентом R290

Не допускайте повреждения баллонов с газом. Не перетаскивайте, не перекатывайте и не роняйте их.
Храните тару с хладагентом R290 в хорошо проветриваемом помещении.
Не допускайте попадания прямого солнечного света на баллоны с газом.
Храните R290 отдельно от емкостей с окислителями.
Не допускайте нагрева баллонов до температуры выше +50 градусов Цельсия.
При работе с хладагентом R290 убедитесь, что все оборудование заземлено.
Примите меры, чтобы вода, воздух или другие хладагенты не попали в баллон из системы, с которой работаете.
При работе с хладагентом организуйте вентиляцию помещения.

Влияние R-290 на здоровье человека

Хладагент R290 имеет класс опасности А3. Это значит, что он не токсичен для человека, но относится к воспламеняемым веществам. Он в 1,5 раза плотнее воздуха, поэтому при утечке скапливается внизу помещений.

Сам по себе фреон R290 не ядовит. Но при вдыхании пропана он вытесняет воздух из легких. Пребывание в помещениях с высокой концентрацией пропана в воздухе может вызвать следующие последствия:

Затрудненное дыхание, удушье;
Аритмия, повышение артериального давления;
Дезориентация, потеря сознания;
Смерть.

Если у человека при работе с R290 появились такие симптомы, необходимо:

Переместить пострадавшего на свежий воздух;
Вызвать неотложную скорую помощь;
При необходимости произвести вентиляцию легких или делать искусственное дыхание.

В статье мы рассмотрели хладагент R290, его характеристики, свойства и особенности. Мы постарались предоставить вам максимум информации про газ пропан. Не забудьте поделиться публикацией с коллегами и друзьями!

Последние публикации