Эффективные и безопасные трубные соединения в холодильной технике

Типичные области применения

• Холодильные и охлаждающие установки: Эффективные решения для супермаркетов, отелей и промышленности
• Тепловые насосы: Возможны простые, экономящие время пресс-соединения
• Коммерческая холодильная техника: Идеально соответствует требованиям, гибкий выбор материала и техники соединения
• Промышленное охлаждение: Идеально для производственных процессов с высокими требованиями к устойчивости к давлению и температуре

Текущие вызовы холодильной и климатической техники с точки зрения установочных предприятий

• Высокие рабочие давления и температуры: В холодильной технике трубопроводы и другие компоненты должны выдерживать экстремальные рабочие давления и температуры, особенно в транскритическом диапазоне. Это требует использования высококачественных материалов и тщательной обработки, чтобы избежать утечек и отказов системы.
• Выбор материалов и техники соединения: Выбор правильного материала и техники соединения имеет решающее значение для долговечности и эффективности холодильных систем. Часто используются медь, медные сплавы и специальные материалы, такие как CuFe2P. Различные техники соединения, такие как пайка, прессование или развальцовка, имеют свои преимущества и недостатки, и решение часто зависит от предпочтений предприятия и специфических требований применения.
• Новые нормативы и экологические требования: С ростом осознания важности защиты окружающей среды и климата предприятия сталкиваются с вызовом внедрения экологически чистых и энергоэффективных решений. Это требует не только технических знаний, но и инвестиций в новые технологии и материалы. В частности, регламент по фторсодержащим газам является вызовом для отрасли. Фторированные парниковые газы (F-газы) — это общее название для ГФУ (гидрофторуглеродов), ПФУ (перфторуглеродов) и SF₆ (гексафторид серы).

  F-газы имеют очень высокий показатель ПГП (потенциал глобального потепления). Это означает, что они оказывают значительное негативное влияние на глобальное потепление. ГФУ вносят наибольший вклад в выбросы F-газов. В качестве альтернативного хладагента в холодильных приложениях подходит, например, CO₂. ЕС принял решение о поэтапном отказе от использования F-газов:

  • С 2027 года: Запрет на F-газы с потенциалом парникового эффекта (ПГП) выше 150 в новых тепловых насосах и кондиционерах.
  • С 2035 года: Запрет на все неестественные хладагенты в тепловых насосах и кондиционерах, включая те, которые имеют низкий ПГП.
  • С 2050 года: Полный отказ от использования ГФУ (частично фторированных углеводородов).
• Установка и обслуживание: Установка и обслуживание холодильных и климатических систем требует квалифицированного персонала и тщательного планирования. Это включает в себя выбор правильных компонентов, профессиональную установку и регулярное техническое обслуживание для максимального увеличения срока службы систем.

Типы соединений

Трубопроводы для хладагентов могут быть соединены пайкой, прессованием или развальцовкой. Каждая техника имеет свои преимущества и недостатки. Часто предприятия по разным причинам, например, из-за упрощенного хранения или специализации, используют только одну технику соединения. Это вполне оправдано, так как решение должен принимать холодильщик, а не производитель.

Наиболее распространенные хладагенты

Наиболее распространенные хладагенты можно разделить на две основные категории: натуральные и синтетические хладагенты.

Натуральные хладагенты

• Аммиак (R-717): Часто используется в промышленных холодильных установках, так как обладает высокой энергоэффективностью и не имеет прямого парникового эффекта.
• Диоксид углерода (R-744): Часто используется в супермаркетах и пищевой промышленности. Имеет очень низкий потенциал парникового эффекта.
• Пропан (R-290): Углеводород, используемый в бытовых холодильниках и небольших кондиционерах.
• Бутан (R-600a): Также углеводород, используемый в бытовых приборах, таких как холодильники.
• Вода (R-718): Используется в специальных приложениях, таких как большие кондиционеры и тепловые насосы.

Синтетические хладагенты

• R-134a: Широко используемый хладагент в автомобильных кондиционерах и бытовых холодильниках.
• R-410A: Часто используется в современных кондиционерах и тепловых насосах.
• R-32: Новый хладагент с меньшим потенциалом парникового эффекта, чем R-410A, который все чаще используется в кондиционерах.

R-134a, R-410A и R-32 относятся к F-газам.

Эти хладагенты выбираются в зависимости от применения и экологических требований. Натуральные хладагенты часто более экологичны, в то время как синтетические хладагенты могут быть более эффективными в определенных приложениях.

Недостатки натуральных хладагентов

Натуральные хладагенты имеют много преимуществ, но также есть некоторые недостатки, которые необходимо учитывать:

• Воспламеняемость: Многие натуральные хладагенты, такие как пропан (R-290) и бутан (R-600a), являются воспламеняемыми и представляют риск взрыва.
• Токсичность: Аммиак (R-717) токсичен и может быть вреден для здоровья при утечках.
• Запах: Некоторые натуральные хладагенты, такие как аммиак, имеют сильный и неприятный запах.
• Совместимость: Не все натуральные хладагенты совместимы с существующими холодильными установками, что может потребовать адаптации или замены компонентов.
• Высокое давление: Диоксид углерода (R-744) работает при очень высоких давлениях, что требует специального и более дорогого оборудования.

Несмотря на эти недостатки, натуральные хладагенты являются более экологически чистой альтернативой синтетическим хладагентам и все чаще используются в различных приложениях.

Производство паяных соединений в холодильной области

Капиллярные паяные фитинги состоят из:

• дезоксидированной меди Cu-DHP (CW024A, минимум 99,90 % Cu)
• медных сплавов, таких как латунь (Cu-Zn39Pb2, Cu-Zn40Pb2)
• красной бронзы (CC499K, CuSn5Zn5Pb2-C)
• а также, особенно для высокопрочных паяных применений в транскритическом диапазоне, из медно-железного сплава CuFe (CuFe2P, CW107C)

Паяные фитинги для твердой или мягкой пайки, такие как серия 5000, соответствуют EN 1254 и могут использоваться в отопительных, солнечных и пневматических системах, а также до примерно 40 бар в высокопрочных применениях, таких как холодильные и охлаждающие контуры. Эти фитинги метрические, то есть размер указывается в миллиметрах.

Мягкая паяная связь может использоваться только при рабочих температурах до 110 °C и иногда все еще используется в области питьевой воды. Паяные соединения в газовых, сжиженных газовых и масляных трубопроводах должны выполняться только как твердая пайка.

Примечание: Поскольку в коллекторном контуре термических солнечных установок могут возникать температуры простоя выше 110 °C, для паяных соединений также следует выбирать твердую пайку.

Важные указания по установке трубопроводов для хладагентов

При твердой пайке трубопроводов для хладагентов, например, в тепловых насосах с прямым испарением, необходимо работать под защитным или формирующим газом, таким как азот, чтобы избежать образования окалины внутри трубы. Окалина может повредить компрессоры, забить арматуру и способствовать коррозии.

Что касается засоров, чистота имеет решающее значение. Стружка, окалина, флюс или влага внутри трубы могут привести к образованию кислоты, которая атакует обмотки двигателя или вызывает медное покрытие. Защитные газы, такие как азот или смеси азота и водорода, предотвращают образование окалины. Содержание водорода не должно превышать 4 об.%.

В холодильной технике, помимо серебряного припоя, используются фосфорсодержащие припои, такие как L-Ag2P, каталожный номер SANHA® 4936, или L-CuP6 и L-Ag5P. Они позволяют паять медные трубы без флюса, так как фосфор предотвращает окисление. Твердая пайка выполняется в соответствии с EN ISO 17672.

Высокосеребряные твердые припои всегда должны использоваться с флюсом. Для медных трубопроводов в помещениях с атмосферой, содержащей аммиак и/или сероводород, например, в сельскохозяйственных зданиях, согласно рабочему листу DVGW GW 2, для предотвращения коррозионных повреждений в целом следует использовать высокосеребряный припой. Установка и соединения в этих случаях должны быть защищены от внешней коррозии, например, с помощью антикоррозионных лент или термоусадочных трубок в соответствии с DIN 30672.

Трубопроводы в холодильной и климатической технике

Трубопроводы для хладагентов соединяют внутренние и наружные устройства. Диаметр и длина зависят от хладагента. Например, R-410A позволяет создавать длинные, тонкие трубопроводные системы. Помимо трубопроводов для хладагентов, существуют управляющие и конденсатные трубопроводы. Кондиционеры с прямым испарением называются сплит-системами.

При работе с кондиционерами необходимо учитывать EN 378-2. Различают следующие трубопроводы:

• Всасывающие трубопроводы
• Напорные трубопроводы (горячий газ)
• Жидкостные трубопроводы

Важные моменты при планировании:

• Падение давления
• Возврат масла
• Защита компрессора

Медные трубы в холодильной технике

Для холодильных установок можно использовать только трубы в соответствии с EN 12735-1. Медь (Cu-DHP) подходит для температур от −269 °C до +250 °C и устойчива к большинству хладагентов. Установки с CO₂, как и все транскритические применения, требуют особенно прочных медных сплавов.

К таким сплавам относится, например, CuFe.

Паяные фитинги для транскритического диапазона

Высокопрочные фитинги SANHA® RefHP® из медно-железного сплава были разработаны на основе многолетнего опыта в области паяных фитингов специально для более высоких рабочих давлений, например, с CO₂, и могут использоваться до 130 бар.

Фитинги из медно-железного сплава идеально подходят для соединения всех стандартных CuFe-труб от Mueller, Halcor, KME и Wieland. С помощью RefHP® можно безопасно и быстро устанавливать CO₂ и другие транскритические контуры.

Особенно в супермаркетах, где холодильные установки работают круглосуточно, можно сэкономить до 25 % энергии. Еще одно преимущество: SANHA® предлагает RefHP® в размерах до 2 5/8″.

В настоящее время фитинги используются во многих известных сетях супермаркетов в Бельгии, Нидерландах, Франции и Германии, а также в центрах обработки данных и других областях применения.

Пресс-фитинги до 48 бар: ACR Copper Press

С системой ACR Copper Press SANHA® вывела на рынок новую пресс-систему для применений до 48 бар. ACR Copper Press подходит для множества перспективных хладагентов, VRF-/VRV-контуров, тепловых насосов и многого другого.

Новая система отличается множеством уникальных для отрасли характеристик, которые в сочетании обеспечивают максимальную безопасность. В то же время HVACR- и VRV-/VRF-контуры, тепловые насосы и другие приложения можно реализовать значительно быстрее.

Особенно при реконструкциях в исследованных проектах была отмечена экономия времени более 30 % по сравнению с классическими методами, такими как развальцовка. По сравнению с капиллярной пайкой преимущество еще больше, при этом обеспечивается высочайшая безопасность и герметичность соединения.

При пресс-технике за счет совместной радиальной деформации фитинга и трубы создается неразъемное соединение. Функцию уплотнения против утечки транспортируемого вещества выполняет вставленный уплотнительный кольцо из эластичного пластика, в данном случае даже два уплотнительных кольца или двойное уплотнительное кольцо.

Это означает, что соединение фитинга и трубы осуществляется за счет двойного прессования с каждой стороны фитингов (DualSeal™). Зона блокировки между двумя уплотнительными элементами (TrapZone™), их высокоплотный D-профиль и особенно круглое пресс-профиль делают соединения чрезвычайно надежными и долговечными.

Все это приводит к очень высокой безопасности от утечки хладагента. ACR Copper Press предлагается от ¼″ до 1 3/8″, что позволяет легко реализовать даже большие контуры.

Нержавеющая сталь с 2007 года: NiroTherm®

Система из нержавеющей стали NiroTherm® подходит для охлаждающих систем в субкритическом диапазоне, таких как гликоль, и для отопительных установок. Она была введена в 2007 году. Производитель из Эссена имеет, таким образом, самый длительный опыт на рынке с этой трубопроводной системой.

Трубы и фитинги изготовлены из аустенитной хром-никелевой нержавеющей стали, номер материала 1.4301 (AISI 304; NiroTherm®-F: 1.4520/X2CrTi17), и обеспечивают высокий уровень защиты от коррозии, особенно снаружи.

Будь то конденсат, влажная стяжка или другие воздействия: благодаря высокому качеству материала можно обойтись без времязатратной и трудоемкой защитной окраски. Преимущество очевидно, так как обработчики и заказчики экономят много времени.

С введением новых безникелевых труб NiroTherm®-F из 1.4520 (X2CrTi17) экономичность системы еще больше увеличивается. Система из нержавеющей стали подходит для использования в охлаждающих установках с гликолем.

Сравнение продуктов: какое решение SANHA является правильным?

Заключение

SANHA® предлагает холодильщикам широкий выбор трубопроводных систем без компромиссов по безопасности. Качество производства постоянно строго контролируется.

Кроме того, не только качество продукта, но и эффективность текущих проверок качества регулярно проверяются независимыми испытательными учреждениями по строгим правилам, например, Ассоциации качества медных труб и DVGW.

Благодаря высококачественным материалам и технологиям соединения можно быстро, экономично и безопасно производить трубопроводы для хладагентов и охлаждающих средств, а также эффективно эксплуатировать установки.