Тепловой насос с пропаном в качестве хладагента

Пропан (R290) в качестве хладагента для холодильных машин использовался уже достаточно давно. Основная сфера применения  — промышленное холодильное оборудование в диапазоне мощностей от 50 до 200 кВт. В связи с отказом от многих популярных хлорсодержащих фреонов, а так же ужесточению норм по объему  хладагента, R290 все чаще стал применяться в бытовом сегменте.

Свойства и технические требования для пропана

Пропан это абсолютно безопасный для окружающей среды газ, не имеющий запаха и цвета. Химическая формула С3Н8. Относится к группе Гидрофторуглеродов (HFC). Потенциал разрушения озона ODP = 0, потенциал глобального потепления GWP = 3.

При использовании данного хладагента не возникает проблем с выбором конструкционных материалов деталей компрессора, конденсатора и испарителя, т.к. R290 не является коррозинноактивным. Пропан хорошо растворяется в минеральных маслах. Температура кипения при атмосферном давлении -42,1 ºС. R290 часто используют для замены опасного для озона фреона R22, не меняя конструктов холодильной установки. При этом производительность падает не более чем на 15%.

Хладагент R290 (Пропан)

Пропан имеет хорошие термодинамические показатели, позволяющие расширить температурные режимы для использования на обогрев. Однако, пропан как хладагент, имеет существенный недостаток: он легковоспламеняем и поэтому считается пожароопасным. В связи с этим необходимы усиленные меры безопасности и особые конструкции теплонасосного и холодильного оборудования.

 Применение в тепловых насосах

Для тепловых насосов пропан стал использоватся сравнительно недавно в системах прямого испарения, из-за  возможности закачать большой объем безвредного хладагента. Так же R290 все чаще используется в тепловых насосах воздух/вода благодаря своим хорошим термодинамическим свойствам.

Потенциал пропана в цикле теплового насоса

Как видно из графика R290 позволяет повысить рабочую температуру в системе отопления при низких температурах окружающей среды. Максимальная температура подачи может достигать 70 ºС  даже при температуре окружающей среды -20 ºС.

На данный момент несколько компаний развивают бытовую серию тепловых насосов с применением пропана. В своем арсенале тепловые насосы с R290 имеют такие бренды как Dimplex, Alpha Innotec, NIBE и Ochsner.

Тепловой насос Helitherm прямого испарения серии Natural Technology с SCOP 6.7 на выставке ISH 2017

Однако наилучших результатов добилась австрийская компания Heliotherm презентовавшая на выставке ISH 2017  тепловой насос прямого испарения серии Natural Technology. Согласно измерений производителя, COP (E4/W35)  теплового насоса прямого испарения серии Natural Technology тепловой мощностью 10,6 кВт составляет рекордные 6,15. То есть из 1 кВт*час электроэнергии тепловой насос Heliotherm способен выработать более 6 кВт*час тепловой энергии.

Тепловой насос Helitherm с пропаном в качестве хладагента

ТАБЛИЦА: Характеристики новой модели теплового насоса Heliotherm серии Natural Technology прямого испарения

При этом коэффициент сезонной эффективности SCOP достигает значения 6,67, что превышает в 1,5 значение  SCOP для тепловых насосов с популярным хладагентом R407C, который используют большинство производителей.

Трудно загадывать наперед и сказать сможет ли новая технология стать массовой, но уже в скором будущем благодаря отзывам первых покупателей в Украине мы сможем убедиться в высокой эффективности тепловых насосов использующих пропан в качестве хладагента.

По материалам: https://elementum.com.ua/blog/teplovoi-nasos-s-propanom-cop-6/