Залежність тиску фреону від температури

Холодильне обладнання може бути різним – чилери, кондиціонери, холодильні машини і т.д., але що їх об'єднує, так це присутність фреонів. Ці холодоагенти можуть кипіти і при мінус сорока, і при плюс десяти градусах. Чому так? Все діло в тиску. Як залежність температури кипіння фреонів від тиску впливає на роботу холодильних установок?

Залежність тиску фреону від температури – основи

Будь-яка холодильна установка працює на простому принципі. Фреон постійно змінює свій стан – з рідини в газ і назад. При випаровуванні він забирає тепло, при конденсації – віддає. А керує цим процесом саме тиск.

Знаєте, що відбувається у випарнику морозильної камери? Там низький тиск, близько 1-2 бар. При такому тиску фреон R-404A кипить вже при мінус 30°C. Він активно випаровується, забирає тепло у продуктів і охолоджує їх. А ось в конденсаторі тиск високий – 15-20 бар. І той же фреон конденсується при плюс 35-40°C, віддаючи тепло в навколишнє середовище.

Температура кипіння фреону і тиск – це основа всієї холодильної техніки. Змінюючи тиск компресором, ми змушуємо фреон кипіти і конденсуватися при потрібних нам температурах. Без цієї властивості холодильники просто не працювали б.

Як тиск змінює температуру кипіння

При атмосферному тиску вода кипить при 100°C. А якщо піднятися на гору, де тиск нижчий? Вода закипить при 90°C або навіть 80°C. З фреонами працює той же закон фізики, тільки цифри інші.

Візьмемо популярний у промисловості R-134a. При атмосферному тиску він кипить при мінус 26°C. Підніміть тиск до 3 бар – температура кипіння зросте до мінус 5°C. При 10 барах фреон закипить тільки при плюс 30°C. Ця залежність тиску фреону від температури дозволяє налаштовувати систему під будь-які завдання.

На м'ясокомбінаті потрібна температура мінус 18°C для зберігання м'яса? Налаштовуємо тиск у випарнику на 2 бари для фреону R-404A. Потрібно охолодити молоко до плюс 4°C на молочному заводі? Піднімаємо тиск до 3,5 бар. Все просто, коли розумієш принцип.

Таблиця тиску фреону

Ось таблиця тиску фреону R22 та інших типів для різних температур. Ці дані потрібні при налаштуванні і діагностиці обладнання:

А тепер про практичне застосування. Таблиця тиску фреону r22 показує, що при мінус 30°C тиск становить всього 1,64 бара. Якщо манометр показує 3 бари при цій температурі – система явно перезаправлена або є неконденсуючі гази.

Залежність тиску фреону від температури зовнішнього повітря

Влітку холодильне обладнання працює гірше. Чому? Все діло в конденсаторі. Залежність тиску фреону від температури зовнішнього повітря пряма – чим спекотніше на вулиці, тим вищий тиск конденсації.

Уявіть склад-холодильник в липні. На вулиці плюс 35°C і конденсатор може охолодити фреон тільки до температури на 10-15°C вище навколишньої. Значить, фреон конденсується при 45-50°C. Для R-404A це тиск близько 20 бар. Компресор працює на межі, споживання електроенергії росте.

Взимку картина зворотна. При мінус 10°C зовні конденсатор легко охолоджує фреон до плюс 5°C. Тиск падає до 6-7 бар. Компресор працює легко, економить електрику. Але тут інша проблема – занадто низький тиск конденсації може порушити подачу фреону в випарник.

Залежність температури кипіння фреонів від тиску – практичні поради

При запуску нової установки завжди перевіряйте залежність тиску фреону від температури за манометрами. Записуйте покази при різних режимах роботи. Це допоможе швидко знайти несправність в майбутньому.

Встановіть датчики тиску з записом даних. Різкі стрибки тиску говорять про проблеми раніше, ніж поломка станеться. Наприклад, поступове зростання тиску конденсації при тій же температурі повітря вказує на забруднення конденсатора.

Є таблиця тиску фреону r22 та інших холодоагентів при діагностиці, нею треба користуватися. Але пам'ятайте – це дані для чистого фреону. В реальній системі можуть бути домішки мастила, вологи, повітря, а вони змінюють співвідношення тиску і температури.

Правильне налаштування тисків економить величезні гроші на електроенергії. На великому холодильному складі зниження тиску конденсації на 1 бар зменшує споживання енергії на 3-4%.

Використовуйте плаваючий тиск конденсації. Навіщо тримати літній тиск 20 бар взимку? Нехай автоматика знижує його до 8-10 бар при холодній погоді. Залежність тиску фреону від температури зовнішнього повітря працює на вашу економію.

Часті помилки та як їх уникнути

Багато техніків забувають, що ця залежність нелінійна. При низьких показниках невеликі зміни сильно змінюють процес кипіння. А при високих температурах навіть великий стрибок тиску мало впливає на температуру.

Ще одна помилка – ігнорувати перегрів і переохолодження. Таблиця тиску фреону дає температуру насичення, але реальний газ на виході з випарника тепліший на 5-10°C. Це нормальний перегрів, він захищає компресор від рідини.

І головне – не плутайте різні фреони. Залежність тиску фреону від температури у R-22 і R-410A зовсім різна. При однаковій температурі тиск R-410A майже в два рази вищий. Якщо залити R-410A в систему під R-22, можна розірвати трубки.

FAQ: часті питання про тиск і температуру фреонів

Чому тиск фреону стрибає протягом дня?

Це нормально і пов'язано з тим, що погодні умови постійно змінюються. Вранці прохолодно – тиск падає, вдень жарко – він росте.

Чи можна за тиском точно визначити температуру кипіння?

Так, якщо знаєте тип фреону і у вас є таблиця тиску фреону r22 або іншого холодоагента. Але пам'ятайте про домішки – вони можуть трохи змінити співвідношення.

Що буде, якщо тиск у системі занадто високий?

Спрацює запобіжний клапан або реле високого тиску зупинить компресор. В гіршому випадку може лопнути найслабше місце системи – зазвичай паяне з'єднання або гнучкий шланг. Читайте також про види і типи компресорів.

Як температура продукту впливає на тиск у випарнику?

Прямо майже ніяк. Тиск у випарнику задається ТРВ (терморегулюючим вентилем) або капілярною трубкою. Але теплий продукт змушує компресор працювати довше для підтримання потрібного тиску.

Чому взимку доводиться додавати фреон у систему?

Частина холодоагента "застряє" в конденсаторі через низькі температури. Залежність температури від тиску працює так, що при сильному холоді рідкий фреон накопичується в конденсаторі і не повертається в цикл.

Чи впливає висота над рівнем моря на роботу системи?

Так, але незначно. На висоті 2000 метрів атмосферний тиск нижчий приблизно на 20%, але це впливає тільки на системи з відкритим випарником, що в промисловості зустрічається рідко.