Kompletterande info om HC-blandningar.

Jo jag vet. Det är lite sent på säsongen att komma med detta först nu. Problemet är att min sommar ser ut som många andras. Allt för många konkurrerande aktiviteter och intressen drar i min tid. Här kommer iaf. lite kompletterande info. Kan tänka mej att en och annan läsare som läst första delen om AC på min hemsida, behöver denna kompletteringsinfo. Kyleffekten blev kanske inte fullt ut som förväntat efter fyllningen av propan/butan blandningen i AC-n.

Som vi numera vet, är det helt lagligt för en privatperson att göra alla typer av jobb i sin AC, förutsatt att man bekvämar sig att sätta sig in, så att man vet vad man gör och är försiktig.

Det är ett problem att hitta engångsburkar i Sverige, som har tillräckligt hög propanhalt. De flesta har en blandning där propanandelen är mindre än hälften. Med en så låg andel propan blir AC-ns arbetstryck så lågt att kyleffekten inte blir särskilt imponerande. Består blandningen av propan/butan, måste andelen propan vara högre än om blandningen består av propan/iso-butan.

När jag skrev det föregående avsnitt. Hade jag inte tillgång till allt det material jag nu har. Materialet som jag då plöjt, gav ingen indikation på att skillnaden mellan de två butanvarianterna R600 och R600a, termodynamiskt sett, skulle vara mer än marginellt olika.

Nu vet jag att så INTE är fallet. De är lika såtillvida att båda varianterna kan användas för att blandas med Propan (R290) för att justera upp kokpunkten. Skillnaden mellan de båda butanvariantern är så pass stor att samma blandningsförhållande inte kan användas.

På samma sätt som i andra kolväten (HC-gaser) kan kolatomerna i butan, binda varandra i såväl normala raka kedjor som i grenade kedjor, iso-varianter. Den raka normalvarianten har beteckningen R600 och kan benämnas både som "Butan" och som "N-butan". Den grenade varianten har beteckningen R600a och har alltid prefixet Iso, i benämningen, alltså "Iso-butan".

De båda varianterna skiljer sig i viss mån åt, termodynamiskt sett. Tillräckligt mycket för att skillnaden ska vara viktig att beakta. Avsikten med att blanda R290 med R600 eller R600a är att få kokpunkter som någorlunda överensstämmer med R12 och R134a.

Koktemperaturen för R290 är betydligt lägre än vad som eftersträvas. Därför blandas R600 eller R600a in för att förskjuta kokpunkten uppåt. Det är viktigt att veta att R600 har ännu högre kokpunkt än R600a. Det innebär att om R600 används för att blanda upp kokpunkten, ska inte lika stor andel blandas in, som om R600a används.

Temperatur/tryck tabeller finns längst ner.

Har nu hittat dokument där jämförande försök med olika blandningar redovisas. En hel del rätt viktig kunskap kan hämtas där. I försöken har kartlagts effekten av olika blandningar av R290 (propan) och R600a (isobutan) alt. R600 (n-butan). Länk hittas nedan i stycket med rubrik "Kort sammanfattning av försöksresultaten."

Har även hittat vägen in i den stora tabell som NIST (National Institute of Standard and Technology, USA) upprättat över köldmedier. Där finns tryck/temperatur tabeller för det mesta. Såväl R600 som R600a, men även för 60/40% blandning av R290/R600. I tabellerna syns tydligt, att skillnaden mellan de två butanvarianterna är så pass stor att den måste beaktas. Temperatur/tryck är angivna i F/Psi, så tabellerna är inte särskilt lättanvända för oss europeer. NIST-TABELL (This file is "ptchart.bin", download it, and rename to "ptchart.xls" before you run word on it.) Finns även som PDF

Hanterligare tabeller omräknade till ºC/bar finns nedan.

Eftersom det mesta som skrivits i ämnet, är på engelska får vi finna oss i rätt många engelska förkortningar. Några av de som använts här, följer.

De tre översta är exempel på syntetiska patenterade köldmedier. De tre i mitten är naturliga, miljövänliga HC-medier och de tre nedersta är exempel på andra naturliga och ännu mer miljövänliga köldmedier.

Lägg särskilt märke till R718, som är ett mycket miljövänligt köldmedium. Det kan med fördel användas för in och utvärtes bruk till att kyla människokroppen. Tyvärr är ingen av de tre nedersta köldmedierna användbara i de AC-ar som finns i dagens bilar.

Lägg även märke till hur kraftfulla växthusgaser de tre översta är. Exempelvis motsvarar 1 kg av R134a ett utsläpp av 1,2 ton av koldioxid.

Blandmedier av HC som säljs specialdesignade för att ersätta R12 och R134a som köldmedier, har ofta en sammansättning R290/R600a (Propan/Iso-butan) 50/50% av vikten. Att denna blandning fungerar bra i system som är gjorda för R12 ochR134a, stöds av försöken. Användningen av denna HC-blandning spar energi eftersom arbetstrycket blir lägre än i system fyllda med R12 och (i synnerhet) R134a. Kompressorn går alltså lättare att dra runt. Det är i och för sig möjligt att öka energibesparingen ytterligare genom att öka andelen R600a, men då krävs modifiering av systemet för att kyleffekten ska bibehållas.

Även butanets normalvariant, R600 kan användas men då bör blandningsförhållandet förskjutas i riktning mot högre andel R290, för att kyleffekten ska bli bra..

HC av den kategori som (i engelskspråkiga länder) kallas LPG (Propan och N-butan avsedd för förbränning, mao gasol) är lättillgänglig överallt i världen. Det konstateras att lättillgängligheten är en fördel som på vissa marknader är viktig. Men det konstateras även att LPG har nackdelar. Främst då frånvaron av specifikationer som garanterar jämnhet i sammansättning och renhet. (Har själv konstaterat att blandningsförhållandet kan variera från burk till burk av samma fabrikat.)

Fukt i köldmedier av typen R12 och R134a reagerar med det klor och fluor som finns i dessa syntetiska köldmedier. Reaktionen gör att aggressiva syror bildas. Detta förorsakar invändiga frätskador i systemet. Finns koppar med i systemet förorsakar syrorna även att en hydrolysprocess går igång som ger skadlig kopparplätering i kompressorn. HC-medier däremot, förorsakar inga sådana effekter. HC är "icke reaktivt" med någon av de ämnen som förekommer i systemet.

HC-medier kan användas tillsammans med alla de oljor som förekommer i sammanhanget. Både mineral och syntet. Det innebär att ingen konvertering utöver byte av köldmedium behövs, förutsatt att den HC-blandning som används har lämplig sammansättning.

HC har större löslighet i olja än R12 och R134a, det gör att oljan blandas ned till en tunnare viskositet än om R12 eller R134a används. Inget av försöksresultaten visar dock på någon skadlig inverkan av detta.

Min egen reflexion av detta är att man rimligen bör välja hög viskositet på de små kvantiteter kompressorolja som tillsätts efterhand vid fyllning av HC.

Denna sammanfattning av försöksresultaten är så pass kortfattad att läsarna rekommenderas att ta del av materialet i sin helhet. Study on the Potential for Hydrocarbon Replacements

En annan bra länk: (lokalt sparad: ) The use of Natural Refrigerants

Enklaste sättet är naturligtvis att köpa en burk med köldmedium som är specialdesignad för systemet. Sådana kan köpas över Internet, men så vitt jag vet finns de ännu inte att köpa över disk i Sverige.

Gasolburkar av engångstyp, med propan/butan blandningar, finns däremot lättillgängliga. Ett problem med dessa är att propanhalten alltför ofta är för låg, vanligen mindre än hälften av innehållet. En sådan blandning är inte skadlig för systemet men ger ett för lågt arbetstryck för att systemet ska kyla bra. Resultatet blir alltså avslaget och halvdant. Inget att gräma sig över ekonomiskt sett, eftersom burkarna är billiga. Men förargligt när rejäl kyla behövs.

För att en Propan/N-Butan-blandning (R290/R600) ska fungera bra i ett R12 eller R134a-system bör propanets viktandel vara minst 60%. Gärna mer, upp till 70%, förordas på sina ställen i det material jag nu läst.

Det enda säkra sättet att i förväg förvissa sig om att propanhalten är tillräckligt hög är att tryckmäta burken och kolla mot tabell. Trycket står i direkt proportion till den temperatur som burken har. Räkna inte med exakthet vid jämförelse mot tabell, men tydliga avvikelser (för lågt tryck), talar sitt tydliga språk. Uppgifter på förhållandet tryck/temperatur för blandning R290/R600, med proportionerna 60/40%, kan hämtas ur tabell längst ner. I tabellen den heter blandningen OZ12.Har tyvärr ännu inte hittat någon tabell med värden för en 70/30%, blandning.

Ett annat sätt att hantera problemet är att pytsa i den burk man köpt (oavsett blandningsförhållande) och sedan kolla resultatet. Är man nöjd, är allt frid och fröjd. Behöver propanhalten höjas så kan det göras i efterhand. De verktyg som då behövs är siktglas och tryckmätning.

Fyllde i en burk som hade för låg propanhalt och kollade resultatet. Nog kom det lite kyla men inte särskilt imponerande. Resultatet blev en light AC. Eftersom jag har utrustning för att mäta trycken var det lätt att ställa diagnos. De alldeles för låga arbetstrycken trots att siktglaset var bubbelfritt, gav indikation på en för låg andel propan i köldmediet. Diagnosen bekräftades sedan bilen fått stå över natten. När både tryck och temperatur utjämnats, låg vilotrycket för den temperatur som gällde, bra långt under vad det borde, enligt tabell.

Komplettering med oblandad propan var alltså nödvändig för att få upp trycken till lämpliga nivåer. Anslöt min grenrörsmätare med väl avluftade slangar. Släppte ut en del av systemets gas, för att ge plats för tillskottet av propan. Det kan man göra med gott miljösamvete när det handlar om HC. Släppte ut till dess att det började bubbla i siktglaset (med kompressorn igång). Lät sedan kompressorn successivt suga in propan, (i form av ånga) på lågtryckssidan. Den ena handen avdelades för att sköta insläppsventilen och den andra för att känna på kylresultatet. Med en hand på expansionsventilens retur känner man omedelbart förändringar i kylningen. Samtidigt observerade jag de båda sidornas tryck samt siktglas. Kompletteringen måste göras lite på "känn", eftersom jag inte kunde mäta exakt hur mycket jag släppte ut. Att kolla vikten på den mängd jag släppte in, var därför inte heller särskilt meningsfullt. Erfarna kyltekniker jobbar ofta på detta sätt, lite på "känn". Tryckmätning temperatur och siktglas ger den information som behövs. Så kan man göra när det handlar om system med stor reservvolym i köldmediekretsen. Det har AC i bilar, på samma sätt som andra icke helkapslade system.

Helkapslade system har knappast någon reservvolym alls, där måste köldmediemängden mätas avsevärt noggrannare.

Jag släppte in gasen i form av ånga på lågtryckssidan. Fyllde till dess att det slutade bubbla i siktglaset. Arbetstrycken blev då helt ok och Kyleffekten fullt perfekt. Ville dock inte nöja mej med detta, eftersom jag fyllde utan att väga, ville även få en "på känn" indikation av hur långt avståndet mellan undre och övre gränsen för systemets fyllning var. Undre gränsen indikeras av ett bubblande siktglas medan den övre indikeras av snabb tryckökning upp till för hög nivå på systemets höga sida. Överfyllnadsgränsen är i sig ingen vådlig gräns eftersom systemets högtrycksbrytare stänger av kompressorn om det blir för mycket.

Trycket på högtryckssidan och högtrycksbrytaren ger klara och tydliga besked. Vid överfyllnadsgränsen stiger trycket på höga sidan raskt upp till 24 bar varvid högtrycksbrytaren bryter och stoppar kompressorn. Då är det hög tid att stänga insläppet. Sedan kompressorn stannat sjunker systemtrycket så att kompressorn åter kan gå igång. Låter man systemet behålla sin överfyllning, så kommer kompressorn därefter att starta och stoppa i korta cykler.

När systemet nått överfyllnadsgränsen, stängde jag ventilen till lågtryckssidan och öppnade på högtryckssidan. Högtryckssidans tryck är högre än trycket i gasbehållaren, varför kompressorn kan pumpa tillbaka köldmediet till behållaren. Lät systemet trycka tillbaka till dess att det åter började bubbla i siktglaset. Hade nu fått ett "på känn avstånd" mellan bubblor i siktglas och överfyllning. Släppte åter in på lågtryckssidan till dess att det slutade bubbla och att mängden "kändes" ligga någonstans mitt emellan. Systemet kyler därefter perfekt och trycken ligger där de ska.

Så där kan man hålla på om man har utrustning för att mäta trycken på både höga och låga sidan. När kompressorn går blir trycket på låga sidan lägre än i behållaren och högre på höga sidan. Man kan alltså låta systemet dra i sig respektive trycka ur sig gas, bara genom att växla mellan vilka ventiler som öppnas. När kompressorn går blir trycket på låga sidan lägre än i behållaren och högre än i behållaren på höga sidan.

Hychill information manual

Detta är en mycket användbar manual, för den som vill fylla HC. Hy Chill är ett australiskt företag som säljer bl.a. säljer en 50/50%, blandning av R290/R600a, under varunamnet HR12. Blandningen är avsedd att ersätta R12 och R134a.

Förordas att skriva ut deras manual och pärma upp den. Där finns en hel del kunskap att hämta. Såväl tryck/temperatur tabeller som uppgifter på driftstryck för systemet under gång. Räkna dock med att de driftstryck som redovisas i deras manual, gäller för en 50/50% blandning avR290/R600a. Räkna därför med att driftstrycken för en 60/40% blandning av R290/R600, hamnar åtminstone 10-15% högre.

Så vitt jag kunnat utröna har NIST inga copyrightspärrar på sitt tabellmaterial. Tabellerna som följer är extraherade ur deras material, men bearbetade och anpassade för oss européer. Fahrenheitsgraderna har kompletterats med Celsiusgrader och trycken har räknats om från Psi till Bar.

NIST har temperaturen i sina tabeller, angiven i Fahrenheit. Skalan är stegad i 5 graderssteg. Omräknat till Celsius blir stegen 2,7777 grader. Något okonfortabla steg alltså. Men ändå trots allt enklare för en svensk att läsa ojämna steg i Celsius än jämna i Fahrenheit.

I det material jag läst, kommenteras ibland det faktum att värden på samma köldmedium inte alltid stämmer helt överens mellan olika tabeller. Det brukar då ursäktas med att tabellvärdena räknats om till andra tryck och temperaturenheter några varv för mycket. Vid varje omräkning drabbas materialet av avrundningar som kan ackumulera fel. De mätvärden som tabellerna grundar sig på, kanske heller inte mätts under exakt samma förutsättningar.

En komplicerande faktor är att de amerikanska tabellerna vanligen har olika enheter för tryck, i en och samma tabell. Beroende på om trycket ligger över eller under atmosfärstrycket. Så är det även i NIST's tabeller. Övertryck mäts i Psi och undertryck i "inch of mercury".

Huruvida NIST's tabell är till alla delar korrekt, kan jag inte gå i god för. Har sett exempel på tabeller där tabellmakaren uppenbart har gått villse i omräkningstalen.

I tabellen nedan har omräkningen har gjorts av datorn med hjälp av följande omräkningstal.

Mest rimligt vore att runda mer i tabellerna, men med tanke på att så många tabeller drabbats av ackumelerade fel p.g.a. avrundningar, får det bli två decimaler.

Tilläggas bör att i NIST's tabell finns tryck/temperaturvärden för både "the bubble and dew point", för de zeotropa (köldmedium med glide) blandningarna. I tabell nedan har endast "bubble" siffror redovisats. Av den anledningen att det är denna tabell som gäller när blandningens proportioner ska identifieras genom temperatur/tryck mätning på behållare.

/Farsan.