Альтернативные хладагенты для низкотемпературного оборудования

В настоящее время в качестве хладагентов для низкотемпературного холодильного оборудования широко используются гидрофторуглероды - ГФУ. Эти вещества имеют нулевой озоноразрушающий потенциал (ОРП), однако их потенциал глобального потепления (ПГП) достаточно велик. Так, ПГП одного из наиболее распространенных хладагентов для этой области применения - R404А - составляет 3922. Всеобщая озабоченность проблемой глобального изменения климата заставляет отрасль искать альтернативу ГФУ.

Аммиак (NH3) имеет долгую историю применения в промышленном холодильном оборудовании. К его недостаткам следует отнести токсичность и способность воспламеняться. Диоксид углерода (CO2) также давно применяется в качестве хладагента. Его ПГП равен 1, он негорюч и нетоксичен и в случае утечки просто растворяется в воздухе. Обратная сторона его преимуществ - высокое рабочее давление, что требует использования специальных компрессоров и теплообменников. Кроме того, в жарком климате по холодопроизводительности CO2 уступает R404А.

EPA запрещает ГФУ

В директиве, выпущенной летом 2015 года, Агентство по охране окружающей среды США (EPA) объявило, что в 2016 году ГФУ R404A и R507A будут исключены из списка приемлемых альтернатив озоноразрушающим веществам, подготовленного в рамках программы SNAP. Однако после многочисленных протестов представителей холодильной индустрии сроки были скорректированы. Согласно новым заявлениям EPA, запрет на использование этих хладагентов в торговом холодильном оборудовании вступит в силу в январе 2017 года. Другие ГФУ в ближайшем будущем также будут запрещены.

Действия, направленные на сокращение или полное прекращение использования ГФУ, предпринимают также в странах Европы, в Канаде и Японии. Действующий в Евросоюзе Регламент по фторсодержащим газам уже установил график введения запретов на использование ГФУ в различных типах холодильной техники.

В то же время на рынке появились и активно продвигаются многочисленные альтернативные хладагенты для низкотемпературного оборудования.

Возможности альтернативных хладагентов

Ведущими производителями химической отрасли, такими как Honeywell и DuPont (с июля 2015 года - Chemours), разработан ряд синтетических альтернативных хладагентов. Производители холодильной техники и компрессоров для нее уже исследовали возможность использования новинок в своей продукции.

Хладагент R448А представлен компанией Honeywell под торговым наименованием Solstice N40. Он имеет тот же состав, что и представленный DuPont R449А, с добавлением небольшого количества R1234ze(E): 26% R32, 26% R32, 20% R1234yf, 21% R134a, 7% R1234ze(E).

По результатам проведенного компанией Emerson Climate Technologies тестирования, в ходе которого имитировалась работа холодильного оборудования супермаркета, R448A показал эффективность, сравнимую или даже превышающую показатели R404A.

В таблице 1 перечислены характеристики нескольких перспективных хладагентов.

Таблица 1. Перспективные альтернативные хладагенты.

Имеющая огромный опыт производства компрессоров компания Tecumseh Products Company (США) рассматривает в качестве наиболее приемлемой альтернативы для коммерческого оборудования холодопроизводительностью до 1 л. с. углеводородный хладагент R290 - пропан. Применению пропана в более мощном оборудовании препятствует ограничение на объем заправки, установленное из-за высокой огнеопасности вещества.

Традиционная область применения для R290 - холодильники для напитков, охлаждаемые витрины, торговые автоматы и холодильные склады.

В качестве замены R134a в оборудовании для среднетемпературного охлаждения производительностью до 30 л. с. можно использовать гидрофторолефин (ГФО) R1234yf. Однако по своим характеристикам в этом случае он уступает R134a. С понижением температуры конденсации эффективность R1234yf повышается. Однако надо помнить, что этот хладагент имеет класс безопасности A2L - умеренно горючий и на объем его заправки в оборудование установлены ограничения.

Замена ГФУ в американских супермаркетах откладывается

Согласно докладу, опубликованному в июне 2015 года Администрацией энергетической информации США (EIA), американские супермаркеты отстают от торговых сетей Канады, Европы и Японии в деле перехода от ГФУ с высоким потенциалом глобального потепления к более экологичным альтернативам.

С момента публикации предыдущего доклада в 2013 году из всех новых супермаркетов лишь в восьми установлено оборудование, не использующее ГФУ. Из двенадцати компаний, обследованных в ходе подготовки документа, лишь в одной был утвержден план по полному прекращению применения ГФУ.

По информации EIA, суммарный объем выбросов ГФУ в результате утечек в 37000 расположенных в США супермаркетах ежегодно составляет 1556 тонн в CO2 - эквиваленте.

Восемь из двенадцати исследованных супермаркетов являются членами влиятельного Форума потребительских товаров (CGF) - крупнейшего международного объединения представителей торговли и пищевой промышленности. В 2010 году компании - участницы Форума приняли решение о запрете использования ГФУ в новом холодильном оборудовании с 2015 года, однако вступление документа в силу, по-видимому, отложено.

Расширение применения CO2

Как уже было сказано, CO2 имеет долгую историю использования в качестве хладагента. В последнее время все чаще в СМИ появляются сообщения об успешном опыте применения диоксида углерода в коммерческом и промышленном холодильном оборудовании в Европе и США. В Японии широко распространены высокопроизводительные каскадные холодильные системы на CO2 и аммиаке. Кроме того, этот хладагент часто используется в торговых автоматах. Так, американская компания Coca Cola полностью перевела свои холодильники для напитков и торговые автоматы с ГФУ на диоксид углерода. В Китае компания Haier представила холодильники, работающие на CO2.

В связи с неизбежным выводом хладагента R404А из сегмента низкотемпературного охлаждения необходимо определить альтернативные хладагенты, наилучшим образом подходящие для каждой области применения с точки зрения как эффективности, так и безопасности для человека и окружающей среды.

Правила использования материалов сайта