Главная
→
Блог
→
Анализ хладагента

Анализ хладагента: методы, стандарты и расшифровка результатов

Содержание:

Зачем нужен анализ хладагента
Что определяют при анализе
Экспресс-тесты на объекте
Идентификатор хладагента
Лабораторный анализ
Стандарты чистоты хладагента AHRI 700
Как правильно отобрать пробу
Расшифровка результатов
Хладагент после выгорания компрессора
Диагностическая таблица
Типичные ошибки

Зачем нужен анализ хладагента

Хладагент в процессе эксплуатации накапливает загрязнения: влагу, продукты разложения масла, кислоты и следы сгоревшей изоляции. Внешне загрязнённый хладагент ничем не отличается от чистого — система продолжает работать до первого серьёзного отказа. Анализ хладагента выявляет проблему до того, как она уничтожает компрессор.

Ситуации, когда анализ хладагента необходим:

после выгорания обмоток компрессора — оценка степени загрязнения до и после промывки контура; решение о количестве промывочных циклов
при подозрении на смешение хладагентов — используемое с рук оборудование, неизвестная история заправок, ненадлежащее обслуживание предыдущим подрядчиком
при ретрофите — подтверждение, что в контуре остался только новый хладагент без следов предыдущего
при периодическом техническом обследовании промышленных и фармацевтических объектов
перед рекуперацией и повторным использованием — хладагент, не отвечающий стандартам чистоты, не может быть заправлен в другую систему без рекондиционирования

Что определяют при анализе

Влагосодержание (moisture content) — содержание воды в хладагенте, выражается в ppm (миллионных долях по массе). Вода с HFC-хладагентами образует кислоты: HF при реакции с R134a, HCl при реакции с компонентами смесей на основе HCFC. Кислоты разрушают изоляцию обмоток, медь трубопроводов и посадочные поверхности клапанов.
Кислотность (acidity) — содержание кислот в хладагенте, выражается в ppm по массе как HCl или в мг KOH/г. Кислоты в хладагенте указывают либо на присутствие влаги, либо на выгорание обмоток компрессора, либо на оба фактора одновременно.
Состав и чистота (purity, composition) — идентификация хладагента и обнаружение посторонних хладагентов. При смешении R404A и R448A система работает с непредсказуемой кривой давление-температура и не поддаётся нормальной диагностике.
Неконденсирующиеся газы (non-condensables) — воздух или азот в контуре. Повышают давление конденсации, снижают эффективность теплообмена. Появляются при плохом вакуумировании или при подсосе воздуха через негерметичности на стороне всасывания.
Содержание масла (oil content) — концентрация масла в хладагенте. При нормальной работе маслоотделителя и правильных скоростях в трубопроводах — менее 0,5%. Высокое содержание указывает на нарушение масловозврата или неисправность маслоотделителя.

Экспресс-тесты на объекте

Тест-наборы на кислоту (acid test kits) — набор реагентов для быстрого качественного обнаружения кислот в хладагенте. Производители: Danfoss Acid Test, Sporlan Color-coded Acid Test, Emerson Chill Check.

Принцип: небольшое количество жидкого хладагента из сервисного порта вводится в стеклянную ампулу с индикаторным реагентом. Изменение цвета (жёлтый → красный) сигнализирует о наличии кислот.
Время теста: 5–10 мин. Результат качественный («есть кислота» / «нет кислоты»). Не заменяет лабораторный анализ, но позволяет принять решение на месте: нужна промывка контура или нет.

Индикатор влажности смотрового стекла — встроенный химический индикатор (зелёный/жёлтый) только показывает, что влажность превысила порог насыщения фильтра-осушителя. Не даёт числового значения. При жёлтом индикаторе принимается решение о замене фильтра, но не об анализе хладагента.

Идентификатор хладагента

Электронный идентификатор хладагента — переносной прибор для определения типа хладагента непосредственно на объекте. Работает методом инфракрасной спектроскопии или акустической резонансной спектроскопии. Анализирует паровую фазу из сервисного порта и за 2–5 мин выдаёт результат.

Что показывает идентификатор:

тип хладагента (R404A, R448A, R134a и т.д.)
наличие посторонних хладагентов в смеси
приблизительная доля каждого компонента

Что не показывает:

влагосодержание (для этого нужен специализированный прибор или лаборатория)
кислотность
содержание масла

Популярные модели: INFICON Refrigerant Identifier, Bacharach RefTec 400, Robinair RG3, Yellow Jacket Titan. Все приборы требуют периодической калибровки по эталонным баллонам.
Ограничение: идентификаторы работают с парой при атмосферном давлении. Для точного определения зеотропных смесей (R448A, R449A) состав паровой фазы отличается от жидкой — прибор может дать неточный результат для таких хладагентов. Лабораторный анализ жидкой фазы точнее.

Лабораторный анализ

Газовая хроматография (ГХ, GC) — основной метод лабораторного анализа состава хладагента. Хроматограф разделяет смесь на отдельные компоненты и количественно определяет каждый. Выявляет:

точный состав многокомпонентных смесей
примеси других хладагентов с точностью до 0,1%
углеводородные примеси (продукты разложения)
следы CFC/HCFC в системах, переведённых с R22

Кулонометрический метод Карла Фишера (Karl Fischer titration) — стандартный лабораторный метод определения влагосодержания с точностью до 1 ppm. Применяется для паспортизации чистоты хладагента и при расследовании причин отказов компрессора.

Потенциометрическое титрование — определение кислотного числа хладагента в мг KOH/г. Более точный количественный метод по сравнению с полевым тест-набором.

Определение неконденсирующихся газов — хладагент помещается в герметичный сосуд известного объёма, выдерживается при известной температуре, измеряется давление. Сравнение с теоретическим давлением насыщения по PT-диаграмме даёт содержание неконденсирующихся газов.

Содержание масла — гравиметрический метод: хладагент испаряется из взвешенной колбы, остаток взвешивается. Результат — % масла по массе.

Стандарты чистоты хладагента AHRI 700

AHRI Standard 700 (Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute) — международный стандарт чистоты хладагентов для нового и рекондиционированного продукта. Применяется при оценке качества хладагента при покупке и при рекуперации.

Российский аналог: ГОСТ Р ИСО 817-2015 устанавливает требования к хладагентам. Практически для промышленного применения ориентируются на AHRI 700 как более детальный стандарт.

Рекондиционированный хладагент (reclaimed refrigerant): согласно регламенту ЕС 517/2014, хладагент, извлечённый из системы, может быть повторно использован в другом оборудовании только после рекондиционирования до уровня AHRI 700.

Как правильно отобрать пробу

Ёмкость для пробы — специальный пробоотборный баллончик объёмом 100–500 мл из нержавеющей стали с игольчатым вентилем. Перед отбором: полная очистка от предыдущего образца, опрессовка азотом для проверки герметичности, вакуумирование.

Точка отбора: жидкостная линия через сервисный порт (шредер), в 200–300 мм после конденсатора или ресивера. Жидкая фаза предпочтительнее паровой: для зеотропных смесей жидкость отражает реальный состав смеси; пар — только текущий состав паровой фазы, который отличается при наличии глайда.
Объём пробы: 150–300 мл жидкого хладагента для полного лабораторного анализа.
Маркировка: дата и время отбора, адрес объекта, тип хладагента по документации, серийный номер холодильного агрегата или чиллера, имя специалиста.
Транспортировка: в горизонтальном положении, защита от нагрева выше +50 °C (давление растёт) и от механических повреждений. При длительной транспортировке — в термобоксе.

Расшифровка результатов

Влага < 10 ppm, кислота < 0,1 ppm, правильный хладагент;Хладагент соответствует AHRI 700, система в хорошем состоянии;Продолжать эксплуатацию, плановый ТО по регламенту Влага 30–100 ppm, кислота отрицательная;Повышенная влажность, фильтр-осушитель насыщен;Немедленная замена фильтра-осушителя, вакуумирование, повторный анализ Влага > 100 ppm;Серьёзное влагозагрязнение, риск ледяной пробки и кислотообразования;Рекуперация хладагента, промывка контура, замена фильтра, заправка свежим хладагентом Положительный тест на кислоту;Выгорание обмоток или длительное присутствие влаги;Проверка сопротивления изоляции компрессора, промывка контура, замена фильтра DAS Посторонний хладагент > 0,5%;Смешение хладагентов при неправильной дозаправке или заправке чужим баллоном;Полная рекуперация смеси, вакуумирование, заправка правильным хладагентом Неконденсирующиеся газы > 1,5%;Плохое вакуумирование или подсос воздуха через негерметичность;Рекуперация, поиск и устранение негерметичности, вакуумирование, заправка Масло > 2%;Неисправность маслоотделителя или высокие потери масла компрессором;Проверка маслоотделителя, уровня масла в компрессоре, скоростей в трубопроводах

Хладагент после выгорания компрессора

Хладагент после выгорания обмоток — наиболее загрязнённый из всех случаев. Продукты сгорания лаковой изоляции (углерод, HF, HCl, органические кислоты) растворены в хладагенте и масле.

Кислотное число хладагента после выгорания: 5–100 ppm (норма < 0,1 ppm). Такой хладагент не может быть использован повторно без рекондиционирования на специализированном предприятии.

Алгоритм после выгорания:

Тест на кислоту на объекте (подтверждение факта выгорания)
Рекуперация всего загрязнённого хладагента в отдельный баллон с маркировкой «кислый»
Передача баллона на рекондиционирование или утилизацию
Промывка контура с антикислотными фильтрами DAS
После промывки — повторный отбор пробы для подтверждения чистоты
Только при положительном результате — заправка свежим хладагентом

Кислотное число после промывки должно вернуться к норме < 0,1 ppm. На практике проверку выполняют анализом масла, который доступнее и информативнее (масло накапливает загрязнения из всего контура).

Диагностическая таблица

Типичные ошибки

Не берут пробу хладагента после выгорания компрессора. Устанавливают новый компрессор, промывают контур «на глаз» и заправляют систему. Через 3 месяца — повторный отказ. Причина: остаточная кислотность не была подтверждена аналитически, промывка оказалась недостаточной. После выгорания — анализ хладагента и масла обязателен до и после промывки.
Используют пробу из паровой фазы для зеотропных смесей. Подключают пробоотборник к сервисному порту с вентилем в вертикальном положении (пар). Для R448A пар обогащён более летучими компонентами — состав не соответствует реальному составу в системе. Для зеотропных смесей — только жидкая фаза, баллон перевёрнут или порт на жидкостной линии.
Доверяют только полевому идентификатору без лабораторного подтверждения. Идентификатор показал «R404A» — решили, что в системе правильный хладагент и заправили ещё 500 г R404A поверх R448A, оставшегося от ретрофита. Результат — неопределённая смесь с неизвестными характеристиками. При серьёзных решениях (ретрофит, послеаварийная заправка) — лабораторный анализ, не только полевой.

Frostsystems выполняет экспресс-анализ хладагента на объекте с применением идентификаторов и тест-наборов на кислоту, организует лабораторный анализ состава и влагосодержания — диагностика при подозрении на загрязнение, расследование причин отказов компрессора, Москва и Московская область.

Не знаете с чего начать?

Оставьте ваши контактные данные и инженер разберется в вашей проблеме и предложит пути решения.