Почему давление не зависит от количества хладона

Фреоны, применяющиеся в системах кондиционирования и холодильниках, циркулируют внутри закрытого контура, состоящего из двух теплообменников (испарителя и конденсора), компрессора и дроссельного клапана. В первом радиаторе хладагент переходит из жидкой в газовую фазу, отнимая теплоту комнатного воздуха, во втором снова превращается в жидкость. Подробнее принцип работы сплит-системы описывается в отдельной публикации.

Напомним: фреон – это вещество, кипящее при отрицательной температуре (в обычных условиях). Чтобы повысить точку испарения / конденсации, давление в контуре принудительно увеличивается компрессором.

Номограмма отражает, насколько меняется давления хладона R410a в зависимости от температуры окружающей среды. Четко установленных границ не существует

Напор хладона в системе зависит от нескольких основных факторов:

• температуры окружающей среды и воздуха в помещении;
• рабочего режима кондиционера;
• степени загрязнения теплообменников и воздушных фильтров;
• марки заправленного хладагента;
• других, менее существенных факторов.

Справка. Бытовые охладители обычно заправляются двумя марками фреонов – R22 и R410a. Автомобильные кондиционеры заполняются хладоном R134a, старые модели – R12.

Реальное давление рабочей жидкости меняется несколько раз в течение суток из-за погоды и переключения режимов охлаждения. Количество хладагента никакого влияния не оказывает, разве что вещество улетучится из системы полностью. В подтверждение этих слов опишем эксперимент, опубликованный в техническом пособии известного автора Патрика Котзаогланиана:

1. Возьмем 2 закрытых резервуара, имитирующих фреоновый контур системы кондиционирования. Подключим к ним манометры и заполним разным количеством хладагента марки R22.
2. Нагреем сосуды до одинаковой температуры +20 °С. Все три манометра покажут 8 Бар независимо от уровня жидкости в резервуаре. Почему?
3. При нагреве фреон испаряется, но газу требуется в 30 раз больший объем, чем жидкости. Паровая фаза быстро заполняет свободное пространство и насыщается, давление в сосудах растет. Когда нагрев прекращается, показания приборов становятся одинаковыми.
4. Для проверки утверждения нагреем 2 резервуара до температур 27 и 34 градуса. Манометры покажут рост до 10 и 12.2 Бар соответственно.

Вывод. Рабочее давление в кондиционере никак не зависит от объема фреона внутри системы, измерять его без учета температуры бессмысленно.

Что пишут производители

Из-за того, что температурный глайд зависит от давления, нельзя указать его точное значение. Производители хладонов измеряют его по-разному. Например, они могут указать температурный глайд:

• При атмосферном давлении;
• При 0 градусов;
• Средний в диапазоне давлений;
• Средний в промежутке температуры кипения.

Поэтому не стоит слепо доверять цифрам. В спецификации к одному и тому же фреону могут быть указаны разные значения. Не все указывают, при каких условиях они измеряли температурный глайд фреона. Если вы столкнулись с новым хладагентом, лучше тестировать его самому.

От чего зависит температурный глайд

Температурный глайд – промежуток температур, в котором хладагент может быть одновременно газом и жидкостью. Это значение меняется в зависимости от состава. Дело в том, что разница между температурами кипения хладагентов не постоянна.

Например, есть некоторый фреон, в составе которого газы А и Б. У них небольшая разница в температуре кипения. Но свойства хладагентов разные. Поэтому при разном давлении температурный глайд будет отличаться.

Чем выше давление, тем больше температура кипения фреонов. Так как их зависимость не прямая, то и разница температур насыщения и кипения больше. Соответственно – больше температурный глайд.

Как проверить остаток фреона

Определить недостаток или избыток хладона в контуре сплит-системы можно по величине перегрева газа, идущего из испарителя в компрессор. Разъясним данное понятие:

• испарившийся во внутреннем теплообменнике хладагент движется по трубке низкого давления в компрессор;
• по дороге пар успевает дополнительно нагреться на 5—8 °С (если количество фреона соответствует норме);
• разница между температурой кипения жидкости и реальной температурой газа на всасывающем патрубке компрессора называется перегревом.

Расположение сервисных портов сплит-системы и подключение манометрической станции

Ключевой момент. Чтобы узнать температуру кипения фреона определенной марки в реальных условиях, как раз и нужно измерить давление на стороне всасывания.

Для работы вам понадобится манометрическая станция с присоединительными шлангами и контактный термометр (также подойдет электронный пирометр). Диагностируем остаток фреона согласно следующей инструкции:

1. Узнайте тип используемого в кондиционере хладона по шильдику, закрепленному на внешнем модуле.
2. Синий шланг, ведущий к манометру низкого давления (сокращенно — НД), находящийся слева на коллекторе, подключите к сервисному порту газовой магистрали, как сделано выше на фото. Она отличается большим диаметром.
3. Включите сплит-систему на охлаждение при максимальном режиме работы вентилятора. Откройте левый кран манометрической станции.
4. Снимайте показания только после запуска компрессора. Звук работающего агрегата хорошо слышится из внешнего блока.
5. Узнайте температуру кипения вашей марки фреона при измеренном давлении, ориентируясь по таблице.
6. С помощью термометра измерьте реальный нагрев газовой трубки на всасывающей стороне. Рассчитайте разницу между этой температурой и табличным значением точки кипения.
7. Переходите к анализу результата.

   С помощью термометра определяется нагрев газового патрубка большого диаметра, приходящего от внутреннего блока к компрессору

Совет. Пользоваться таблицей фреонов необязательно. На манометрах коллектора тоже нанесены дополнительные шкалы, сходу показывающие температуру кипения хладона при измеряемом давлении. Главное, — изначально подобрать правильную станцию, где нанесена разметка для хладагентов R22, R410a и R134a.

Разметка шкалы манометра под различные типы хладагентов

Разберем пример, отображенный на фото. Стрелка показывает 5.4 Бар, что соответствует точке кипения фреона R22 +8 °С. Измеряем температуру всасывающего патрубка и получаем, например, +14 градусов, величина перегрева составит 14 — 8 = 6 градусов. Допустимый диапазон для всех типов воздушных кондиционеров, включая автомобильные, составляет 5—8 °С, значит, количество хладона в норме.

Наглядно процесс измерения показан в следующем видео:

Признаки нехватки хладагента

Если в результате измерений вы получили перегрев пара более 8 градусов, налицо недостаток фреона в контуре. Что происходит в кондиционере:

1. Жидкость закипает в первой секции испарителя и переходит в газообразное состояние. Пар, пройдя сквозь трубки теплообменника и участок магистрали до компрессора, успевает сильно нагреться.
2. Постоянно всасывая горячий газ, компрессорный агрегат плохо охлаждается и начинает перегреваться, сокращается ресурс механизма.
3. Производительность по холоду заметно снижается. 1 кг хладона в среднем способен поглотить и перенести 50 Вт теплоты – чем меньше расход фреона в элементах контура, тем слабее охлаждается воздух.

При утечке хладона на стыках появляются следы масла, не заметные на первый взгляд

Примечание. Проблема с нехваткой хладагента возникает, как правило, из-за утечек на вальцевых соединениях медных трубопроводов. Главный симптом – следы масла на гайках, выбивающегося вместе с рабочей жидкостью.

Недостаток хладагента сопровождается другими побочными признаками:

• по команде датчиков сплит-система часто отключается и показывает ошибку;
• компрессор долго работает в максимальном режиме;
• трубки и сервисные порты покрываются инеем, в запущенных случаях на ребрах испарителя нарастает снежная «шуба».

Идентичные симптомы проявляются на кондиционерах авто, поскольку они функционируют по аналогичному принципу.

Переизбыток и другие неполадки

Величина перегрева оказалась меньше 5 градусов? Значит, в системе циркулирует слишком много жидкости. Часть вещества не успевает испариться в теплообменнике внутреннего блока, отдельные капли могут попадать в компрессор, а это чревато крупной поломкой.

Рекомендация. Перезаправка встречается относительно редко – как правило, после обслуживания кондиционера неграмотным персоналом. Обнаружив проблему, стоит вызвать нормального сервисного мастера, который сольет лишний хладон либо выявит другую неполадку.

Если вы уверены в собственных силах, попытайтесь удалить часть фреона самостоятельно. По манометру на коллекторе или по таблице определите, какое давление должно быть в кондиционере при нормальном перегреве +7 °С и аккуратно стравите малую порцию газа.

Аномально высокий либо слабый перегрев возникает не только из-за хладагента, но и различных неисправностей:

• засорена капиллярная трубка дроссельного клапана;
• неполадки компрессора или осушителя;
• неисправен четырехходовой соленоидный клапан, обращающий цикл в другую сторону (режимы охлаждение / обогрев).

Диагностику и устранение неполадок автокондиционера лучше доверить мастеру станции техобслуживания

Указанные проблемы решаются одним способом – вызовом мастера, несведущий пользователь просто не сможет их диагностировать. Если манипуляции с хладоном не дали результата, звоните в сервисную службу.