Наиболее активно обсуждаемыми сегодня темами в мире автомобильных кондиционеров являются внедрение нового хладагента HFO R-1234yf и поток поддельного R-134a, заполонившего российский рынок
Первооткрывателям нового газа
Еще живы воспоминания от поголовного внедрения хладагента R-134, но пришло время для HFO R-1234yf. И снова — дискуссии, бурная полемика о том, «что такое хорошо и что такое плохо», неприкрытые обвинения в тотальном подкупе ученых и беспристрастные расследования европейских антимонопольных ведомств.
Только в этот раз ситуацию усложнила матушка природа, которую, похоже, сильно утомили издевательства человека над ней. В отместку за надругательства в прошлом году она преподнесла неприятный сюрприз в виде известного японского землетрясения со всеми ядерными последствиями.
В 1989 году был подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, который затем пересматривался семь раз. Этот документ стал финальной точкой в многолетних обсуждениях негативного влияния хлорфторуглеродов (ХФУ) на атмосферу Земли. Он предусматривает для каждой группы галогенированных углеводородов определенный срок, в течение которого она должна быть снята с производства и исключена из использования.
Не будем оспаривать его правомочности и объективности — до сих пор некоторые ученые продолжают утверждать, что причин для столь яростного беспокойства не было и «страшилки», связанные с истощением озонового слоя планеты, слишком преувеличены, равно как и пагубность ХФУ. Тем не менее этот протокол — данность, обусловливающая многие технические инновации, в том числе касающиеся и систем автомобильного кондиционирования.
Именно в соответствии с данным документом в начале 1990 х годов автопроизводители перешли от использования в системах кондиционирования хладагента R-12 (CFC; дифтордихлорметан; tкип –29,8 °C), обладающего высокой озоноразрушающей активностью, к применению R-134a (HFC; тетрафторэтан; tкип –26,3 °C). Это невоспламеняющийся и невзрывчатый фторуглеводород с нулевым потенциалом истощения озонового слоя и низким влиянием на увеличение парникового эффекта. Данные указывают на отрицательную токсичность и химическую стабильность в холодильной системе. У R-134a коэффициент теплопередачи значительно выше, чем у R-12. В зависимости от температуры увеличение изменяется от 27 до 37 % для жидкости и от 37 до 45 % для пара. Коэффициент теплопередачи увеличивается от 28 до 34 % в испарителе и от 35 до 41 % в конденсаторе. Хладагент R-134a с трудом смешивается с машинными маслами, которые обычно используются с галоидоуглеродными хладагентами. Но применение синтетических смазок на основе эфира полностью решает проблему.
Переоборудование систем с R-12 на R-134a не вызывало особых сложностей. Достаточно было заменить смазочный материал, влагоотделитель и в некоторых случаях иначе отрегулировать клапаны и другие компоненты системы.
Благодаря всем этим качествам эксперты признали R-134a отличной заменой привычному R-12. Вернее, он считался таковым на определенном этапе, пока и сам не оказался «вне закона» для применения в автотехнике. Среди его недостатков можно выделить относительно высокое поглощение влаги и необходимость осторожности при обращении. Кроме того, директива по мобильным системам кондиционирования Европейского союза требует, чтобы с 2011 года все новые модели транспортных средств использовали хладагенты с потенциалом глобального потепления (GWP — global warming potential — единица измерения, которая позволяет сравнить, как различные химические вещества влияют на изменение климата Земли; за точку отсчета принимается воздействие на процессы в атмосфере углекислого газа) ниже 150.
Именно поэтому не так давно был разработан новый хладагент — HFO R-1234yf. О начале его производства впервые объявили компании Honeywell и DuPont в 2009 году. По условиям заключенного между корпорациями соглашения, DuPont и Honeywell объединят финансовые и технологические ресурсы для создания совместного предприятия по выпуску хладагента, но продавать они его будут порознь.
Разница между HFC и HFO видна по их формулам: гидрофторуглерод (hydrofluorocarbons) и гидрофторолефин (hydrofluoroolefins). HFO имеет GWP, равный 4, что на 97 % ниже, чем требуется по новым правилам. Потенциал разрушения озонового слоя Земли (ODP — ozone destroying potential) — 0. Так же как хладагент R-134a, HFO R-1234yf не является токсичным. Эксплуатационные характеристики HFO R-1234yf и R-134a приблизительно одинаковы. Коэффициент теплопередачи хладагента HFO R-1234yf при конденсации на 8 % ниже, чем R-134a. Коэффициент теплопередачи хладагента HFO R-1234yf при испарении на 3 % больше, чем R-134a.
Одно из достоинств HFO R-1234yf заключается в том, что при фактически одинаковых значениях температуры испарения и конденсации обоих хладагентов энтальпия (теплосодержание хладагентов) на входе и выходе компрессора различается. Причем разница энтальпии у компрессора, в котором используется хладагент HFO R-1234yf, меньше. Поэтому для достижения необходимых характеристик холодильного цикла в компрессорах, работающих на HFO R-1234yf, могут применяться рабочие колеса меньшего диаметра или снижена скорость их вращения. Также хладагент нового поколения обладает другими преимуществами: малой стоимостью и высокой степенью совместимости с R-134a, то есть затраты на модернизацию оборудования будут невысокими.
Первым откликнулся на инновацию General Motors, сразу оснастивший ряд своих автомобилей для внутреннего рынка США этим хладагентом. Затем ответила Европа — в 2011 году планировалось перейти на использование HFO R-1234yf в системах кондиционирования новых моделей автомобилей автопроизводителями Старого Света. К 2017 году новый хладагент, по идее, должен был бы полностью заменить HFC-134a.
Но жизнь не так проста, как химические формулы, и идет вразрез с ожиданиями и требованиями. Подробное изучение HFO R-1234yf показало, что и он не так идеален, как хотелось бы. В частности, Немецкое агентство по охране окружающей среды доказало, что новый хладагент довольно взрывоопасен: вместо заявленных 6,2 % концентрации критическое значение достигается уже при 2 %.
Сергей Коротеев, руководитель учебного центра «Автоматика»:
— Новый фреон горюч: если случится утечка и хладагент попадет на раскаленный коллектор, то пожара не миновать. Альтернатива — СО2 — практически ничего не стоит. Но имеет существенный минус: необходимо создавать очень высокое давление. Нужно делать мощные трубопроводы, повреждение которых также чревато печальными последствиями.
К тому же закулисные истории, связанные с внедрением HFO R-1234yf, вызвали массу вопросов у европейского антимонопольного ведомства. Есть подозрения в не совсем честной игре глобальных химических концернов, в неправомочном финансировании некоторых исследований (попросту говоря, в подкупе ученых) и прочих злоупотреблениях «химиков». Сейчас проводится расследование, результаты которого, по утверждению заинтересованных сторон, будут оглашены в ближайшее время.
Определенную роль сыграл и мировой экономический кризис. Когда в 2006 году принималась указанная выше директива, подразумевавшая запрет на использование химических соединений с GWP больше 150 с 1 января 2011 года, а с 2017 года — в кондиционерах любых транспортных средств, Ассоциация европейских автопроизводителей (АСЕА) всячески ее поддержала, пообещав выполнить все предписанные документом требования. Но после того как разразился кризис, АСЕА стала настаивать на отсрочке, мотивируя это тем, что у автопроизводителей нет средств на окончание разработки и внедрения в производство новых технологий на основе хладагентов с более низким GWP к оговоренной дате. По данным Ассоциации, инвестиционные затраты на решение поставленных задач лежат в диапазоне от 40 до
200 евро на каждый автомобиль, а это для автопроизводителей непомерная финансовая нагрузка.
Точку на выполнении сроков поставила Фукусима: японское землетрясение и последовавшая за ним техногенная катастрофа дестабилизировали работу химической фабрики, на которой производились основные компоненты HFO R-1234yf. Поэтому к 1 января 2011 года не удалось выпустить новый газ в необходимых объемах.
Тем не менее процесс идет. И в России уже появляются автомобили, оснащенные системами кондиционирования, работающими на HFO R-1234yf. Правда, темпы внедрения нового хладагента существенно отстают от изначально заложенных, но глобального направления развития никто не изменил.
И главный вопрос при обслуживании — в несоответствии имеющегося у дилеров оборудования (станции для обслуживания, проверки и перезарядки автомобильных систем кондиционирования) системам на новом хладагенте.
Сергей Сапожников, проект-менеджер «Вюрт-Русь»:
— В свое время внедрение R-134a повлекло использование абсолютно новых систем кондиционирования с применением иных компрессоров, смазочных материалов, уплотнителей и прочего. Тогда переходный период прошел не очень спокойно. Старые автомобили адаптировали под новые системы, кто то утверждал, что в новых можно использовать старый фреон и наоборот. Незнание основных моментов приводило к поломкам и критическим ошибкам мастеров. Сейчас ситуация повторяется: повсеместно запускается очередной новый хладагент при том, что четко ощущается недостаток информации.
Сергей Мещеряков, заместитель директора «Автоматика»:
— Производители заправочных станций по обслуживанию автомобильных кондиционеров прилагают все усилия по поставке соответствующего оборудования к запланированному сроку. На выставке Autopromotec в Болонье были представлены новейшие образы заправочных станций. В настоящее время со стороны покупателей предпочтение отдается двум решениям. Это установка, в составе которой используется один хладагент (такое решение поддерживают немецкие автопроизводители), или комбинированная установка, в которой установлены баллоны с R-134a и HFO R-1234yf одновременно.
Имеющиеся сегодня в распоряжении дилерских автоцентров заправочные станции не могут быть использованы для обслуживания систем кондиционирования с HFO R-1234yf. Отличаются разъемы для коммутации, насосы, уплотнения, фильтрующие элементы, регулировка клапанов и прочее. Для некоторых установок подразумевается возможность модернизации с минимальными затратами — можно приобрести специальный набор и переделать установку под новый фреон (меняются уплотнения, быстросъемные муфты), но таких установок единицы. К тому же появились они совсем недавно.
Проблема усугубляется еще и тем, что станций под HFO R-1234yf практически нет (по крайней мере, на отечественном рынке). Изучив предложения российских поставщиков подобного оборудования, мы нашли лишь несколько моделей в арсенале TEXA. И «Кремит» анонсировал установку Ice Star, продажи которой стартуют в начале лета.
Паниковать, пожалуй, преждевременно,— по мнению Сергея Сапожникова, сервисам, конечно, нужно думать о новых установках, но острой необходимости в их приобретении пока нет — как показывает практика, по дорогам нашей страны еще ездят автомобили с R-12, то есть процесс перехода на новый хладагент будет достаточно протяженным по времени.
С ним согласен и Сергей Мещеряков:
— Автомобили с запрещенным в Европе хладагентом R-12 еще около 10 лет составляли до 30 % клиентской базы независимых автосервисов. Так и работа с хладагентом R-134a будет актуальна как минимум 10 лет, с учетом вынужденной любви наших сограждан к не самым новым иномаркам. В то же время необходимо быть готовыми и к оказанию услуг по работе с новым газом.
Кстати, в «Автоматике» к этому уже готовятся. Идут приготовления к сервисному обучению и тренингам, создается всесторонний обзор изменений в работе с новым хладагентом, с которым столкнутся как техцентр, так и механик. К ним будут относиться некоторые новые сервисные процедуры, требуемый уровень безопасности и квалификации для механика, условия труда и условия хранения нового хладагента.
Как говорит Сергей Мещеряков, некоторые производители подтвердили, что компрессоры, работающие на новом хладагенте, будут совместимы с теми, где используется хладагент R-134a. Компрессорное масло и уплотнения для компрессоров на хладагенте R-1234yf будут совместимы для систем кондиционирования и компрессоров на хладагенте R-134a. Однако для компрессора, работающего на хладагенте R-134a, хладагент HFO R-1234yf будет непригоден.
Бомба замедленного действия
Другой «автокондиционерной» темой последнего времени стало обилие подделок хладагента R-134a на российском рынке. Поток фальсификата достиг таких гигантских масштабов, что в набат забили даже самые крупные российские игроки сегмента.
Как отмечают эксперты TEXA, подделка происходит с помощью самых экономичных смесей хладагентов — R-40 (хлористый метил), R-22, R-290 (пропан) и R-142b: использование этих газов, кроме того что они приводят к дорогостоящим ремонтам (особенно влияя на коррозию) заправочных установок и систем кондиционирования, присутствующих в автомобилях, создает высокую опасность взрыва по причине природной нестабильности смеси. Были получены сообщения даже об инцидентах с летальным исходом.
Сергей Сапожников:
— Имея в своем арсенале газоанализатор, мы провели тестирование хладагента некоторых производителей и выявили подделку. Несмотря на надпись: «R-134a», в баллоне находится хладагент R-22. Встречаются и смеси, а они — основная причина повреждения систем. Более 2 % примесей вызывают неполадки. Более 5 % воздуха в системе — катастрофа.
Специалисты ведущих компаний с горечью констатируют: приобретая хладагент R-134a у непроверенного поставщика, автосервис может легко получить смесь разнородных по химическому составу хладагентов, использование которых приводит к самым неприятным последствиям. Список этих неприятностей достаточно обширен. Во-первых, выходит из строя компрессор от отсутствия смазки, вызванного несмешиваемостью масла с хладагентом (под R-12 и R-22 использовали минеральную смазку, а для R-134a нужно синтетическое масло). Во-вторых, разрушаются уплотнительные кольца и прокладки кондиционера и заправочной станции из за несоответствия химического состава хладагента материалу уплотнений (в R-12 / 22 содержится фтор, разрушающий резиновые уплотнители). В-третьих, приходят в негодность датчики давления и внутренние элементы станции и автокондиционера вследствие повышения давления в системе. В-четвертых, заправочная станция, «зараженная» некачественным хладагентом, превращается в своего рода «вампира», повреждающего системы обслуживаемых автомобилей, поскольку в процессе замены в нее поступает поддельный хладагент из машины клиента. В результате затем и в авто других клиентов вводится некачественная смесь газов. Конечно, доля примесей в итоге будет не очень велика, но все равно даже небольшое их количество критично. Наконец, в Европе в кондиционере автомобиля, завезенного из Афганистана, обнаружили агрессивную к металлам смесь хладагента R-22 / R-40. При контакте с воздухом хладагент представляет взрывчатую смесь и очень огнеопасен. Вдыхание его паров может вызывать тошноту, диарею, рвоту, головные боли и так далее.
Естественно, измерения, проведенные на нескольких баллонах, не говорят о качестве всей продукции производителя, и в Китае производят огромное количество качественного хладагента. Весь вопрос в том, что ввезено. Нередко даже сами поставщики не представляют, что именно они импортируют. А между тем заправку кондиционера хладагентом можно условно сравнить с заменой масла в двигателе — например, после заправки хладагентом R-22 автокондиционер будет «холодить» в некоторых случаях даже лучше, чем с R-134а (но недолго), так же как и на некачественном масле двигатель все равно будет работать, однако потом наступают фатальные последствия.
Единственный способ защиты автосервиса от подделки — проверка фреона (просто покупать материалы известных марок недостаточно: известны случаи подделок и самых знаменитых брендов). Сотрудники компании «Вюрт-Русь» рекомендуют проверять как приобретаемый у поставщиков фреон, так и хладагент, находящийся в автомобиле приехавшего клиента.
В «Автоматике» менее радикальны и советуют ограничиться лишь работой с поставщиком поставщика. Причем нужно, чтобы поставщик при клиенте проверил все емкости. В самой компании осуществляют двойной входной контроль, что, по мнению ее руководства, служит надежным гарантом качества приобретаемой продукции.
Свою позицию Сергей Мещеряков объясняет тем, что необходимый для проверки газоанализатор — слишком дорогое удовольствие для сервиса. А других способов проверки не существует. Раньше фальсификат можно было определить по давлению — у смеси было иное давление. Но теперь недобропорядочные «умельцы» формируют композицию таким образом, чтоб создаваемое ею давление было таким же, как у R-134a. То есть от грубых подделок можно подстраховаться, а от более изощренных — только газоанализатором.
Сергей Мещеряков:
— Для автосервиса покупать газоанализатор слишком дорого. В среднем он стоит 70–100 тысяч рублей, что сравнимо с ценой неплохой заправочной станции. Да и проверять каждую машину — потери времени.
В сервис машины приезжают уже с проблемами. Скорее всего, в системе либо совсем пусто, либо недостаточно хладагента. Поэтому для сервиса не столь большая проблема, если машина приедет с чем то не тем внутри.
Сергей Сапожников, напротив, уверен, что газоанализатор — хорошая инвестиция для сервисной станции, поскольку позволяет получить дополнительную прибыль, но им, к сожалению, мало кто пользуется. Прибор простой, замеры требуют около минуты времени, он распознает R-134a, R-12, R-22, HC, Air, на графическом дисплее отображается процент примесей. В итоге мастер получает полный анализ содержащихся во фреоне компонентов.
Сергей Сапожников:
— Опыт показывает, что бесплатная проверка может оказаться хорошим клиентопривлекающим фактором. Главное — четко донести до автовладельца, чем ему грозит использование смеси и подделок. Мне известны автосервисы, которые активно и с успехом эксплуатируют такой маркетинговый ход, как проверка фреона перед заправкой. Они дают гарантию, ставят свои пломбы.
Покупать газоанализатор или нет — решать сервису. Аргументы как в пользу, так и против данного решения достаточно весомы. В определенном смысле компромиссный вариант — установка по заправке кондиционера TEXA с встроенным опциональным идентификатором хладагента, способным гарантировать чистоту — как R-134a, так и R-1234yf.
TEXA разработала четыре модели, которые в состоянии гарантировать безопасность, надежность и точность заправки. Заправочные установки 720R и 760R могут быть использованы для работы или с газом R-134a, или с R-1234yf. Благодаря опциональному комплекту в любой момент можно трансформировать Konfort с версией R-134a на работу с R-1234yf. Топовая версия Konfort 780R, наоборот, в состоянии работать одновременно с двумя хладагентами благодаря технологическим решениям, в числе которых защитная вентиляционная система. Ведь R-1234yf признан легковоспламеняющимся, и следовательно, для него необходимы особые условия, во избежание пожара. Заправочные установки линии Konfort 700R имеют систему редундантных вентиляторов высокой производительности, чтобы избежать любой возможности застаивания газа внутри установки.
Konfort 780R BI-GAS не отличается по размерам от других моделей серии, однако имеет два резервуара и двойную разделенную систему выкачки, переработки и впpыска, чтобы работать одновременно с двумя хладагентами. Она обладает такими же техническими характеристиками, как и 760R и 760R BUS, но в ней также присутствует специальное устройство для очистки всей внутренней гидравлической проводки установки во время смены хладагента. С помощью данной установки оператор сможет осуществить сервис систем климатизации с различными газами — достаточно осуществить автоматическую промывку проводки, которая длится примерно минуту, чтобы без проблем перейти с одного газа на другой.
По утверждению производителей, Konfort 780R BI-GAS, хоть и дороже других установок этой же линии, представляет собой инвестицию на долгое время, которая окажется очень выгодной с появлением транспортных средств нового поколения.
В системе кондиционирования велика роль используемого масла. С его помощью смазывается и охлаждается компрессор, клапан, поддерживается гибкость шлангов, резиновых уплотнений, а так же масло защищает алюминиевые трубки от коррозии. На рынке представлено большое количество компрессорных полиалкиленгликолевых (PAG) масел разных ценовых сегментов — от дешевых в пластиковых упаковках от различных производителей до премиум-сегмента.
Как отмечает Сергей Сапожников, для различных типов компрессоров важно использовать правильные масла. Мировые автопроизводители на весь срок эксплуатации транспортного средства рекомендуют использовать тип и количество масла, изначально заложенные при его разработке. Эти показатели, вместе с типом и весом фреона, чаще всего можно найти на этикетке, прикрепленной под капотом, или в технических таблицах данных.
Сергей Сапожников:
— Мастера нередко применяют не то масло. Неправильное смешивание приводит к перегреву компрессора, его быстрому износу. Масло становится серебристого цвета, видно, что в нем много стружки.
В автомобильном кондиционере масло смешивается с газом, и при этом образуется эмульсия. В местах, где меньше движения, оно оседает, в результате компрессор получает меньше масла. Поэтому систему необходимо периодически обслуживать. Избыток масла приводит к снижению КПД автомобильного кондиционера.
Масло для систем кондиционирования должно храниться в металлической упаковке и поставляться максимум в 250-граммовых жестяных банках. Это делается потому, что PAG-масла очень гигроскопичны, то есть они впитывают влагу из воздуха. Поэтому не допускается использование масла, которое хранилось в негерметичной таре. Влага, попадая в автомобильный кондиционер, замерзает и выводит его из строя.
