Обновлено: 9 июня 2022.
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.
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.
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!
Хотите получить помощь мастера, специалиста в этой сфере? Переходите на портал поиска мастеров Профи. Это полностью бесплатный сервис, на котором вы найдете профессионала, который решит вашу проблему. Вы не платите за размещение объявления, просмотры, выбор подрядчика.
Если вы сами мастер своего дела, то зарегистрируйтесь на Профи и получайте поток клиентов. Ваша прибыль в одном клике!
