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!
- Какая морозильная камера лучше, No Frost или обычная
- Топ 10 кондиционеров для квартиры 2020-2021 года
- 30+ причин: Почему холодильник издает странные звуки, как устранить проблему
- 6 брендов и 6 моделей: Какой купить холодильник недорогой, но хороший, с No Frost
- 20+ причин: Почему холодильник работает, но не морозит, в чем проблема, как ее устранить
- Атлант, Бирюса, Indesit – какой холодильник лучше и почему
- Можно ли ставить холодильник рядом с плитой? Как защитить холодильник?
- ТОП-10 лучших производителей и брендов холодильников на сегодняшний день
- Фреон R407c – характеристики, особенности использования и замены
- 13 причин, почему холодильник постоянно работает и не отключается
