Статьи по видам промышленности

50001.pro

Тэги

интервью   проекты ЮНИДО   ЕврАзЭс   промышленное развитие   экология   энергоэффективность   зеленое строительство   зеленые стандарты   качество жизни   сертификация   передача технологий   гидропоника   ГХФУ   ХФУ   R22   озоновые дыры   монреальский протокол   киотский протокол   общественное обсуждение   профессиональное образование   аммиак   промышленность   углерод   глобальное потепление   парниковый эффект   технологии   очистка воды   сточные воды   химический лизинг   зарубежный опыт   энергоаудит   альтернативные источники энергии   биоэнергетика   ветроэнергетика   гидроэнергетика   водородная энергетика   ГЭФ   переработка мусора   саморегулируемые организации   тепловые насосы   нормативы и правила   природный газ   биоразнообразие   инвестиции   возобновляемые источники энергии   гранты   частное партнерство   озоновый слой   землепользование   мировой океан   рыболовство   конференции   социальная ответственность   морские перевозки   энергоменеджмент   уран   ядерная энергетика   озоноразрушающие вещества   биотопливо   законопроекты   налоговые льготы   промышленная интеграция стран   международное сотрудничество   энергосбережение   автоматизация зданий   АЭС   благотворительность  

Конверсия торгового холодильного оборудования на озонобезопасные хладагенты и вспениватели

Сектор торгового холодильного оборудования (ТХО) включает в себя:

  • торговое холодильное оборудование для хранения продуктов питания и напитков, их выкладки на витринах и обеспечения разных температурных уровней для охлажденных и замороженных продуктов питания;
  • холодильные камеры небольших размеров;
  • холодильное оборудование для технологических процессов в системе общепита;
  • системы центрального холодоснабжения торговых предприятий.

Основными потребителями этого оборудования являются магазины, супермаркеты, продуктовые рынки, предприятия общепита и небольшие пивоварни. Следует отметить, что на протяжении ряда последних лет российский сектор ТХО рос более быстрыми темпами, чем сектор промышленного холодильного оборудования (ПХО).

Холодопроизводительность ТХО может находиться в диапазоне от нескольких сотен Вт до 1,5 МВт. С учетом сложившейся структуры ТХО в Российской Федерации условно можно выделить четыре основных категории ТХО:

  • автономное оборудование;
  • конденсаторные агрегаты;
  • централизованные холодильные системы для супермаркетов;
  • холодильные установки для автомобильного транспорта.

Выбор хладагента для ТХО определяется его количеством, требуемой температурой, энергоэффективностью и регулирующими нормами.

Современная ситуация на российском рынке ТХО характеризуется превышением предложения над платежеспособным спросом, что стимулирует рост конкуренции среди игроков рынка. В условиях переизбытка предложения отечественным предприятиям достаточно сложно составить конкуренцию зарубежным производителям. Наиболее экономически выгодным, как для поставщиков ТХО, так и для его потребителей, оказывается осуществление сборки в России зарубежного оборудования хорошо зарекомендовавших себя брендов. Подобный подход позволяет производителям существенно снизить таможенные пошлины и транспортные расходы при вполне удовлетворительном качестве российской сборки, а потребителям — приобрести оборудование по приемлемой цене и в более краткие сроки.

Следует отметить, что использование в Российской Федерации в качестве хладагентов озоноразрушающих вещества (ОРВ) и смесей на их основе в ТХО сокращается, что обусловлено как проникновением на рынок более энергоэффективных альтернатив, так и широким применением производителями компрессорных агрегатов импортного производства, рассчитанных для их применения.

С учетом того, что ввоз оборудования, содержащего ОРВ, был запрещен в Российской Федерации только с 1 января 2013 г. (Решение Коллегии Евразийской экономической комиссии № 158 от 18 сентября 2012 г. «О внесении изменений в разделы 1.1 и 2.1 Единого перечня товаров, к которым применяются запреты или ограничения на ввоз или вывоз государствами — членами Таможенного союза в рамках Евразийского экономического сообщества в торговле с третьими странами»), потенциально до этой даты могли быть ввезены значительные объемы ТХО, пеноплиуретановая изоляция которого была изготовлена с использованием ГХФУ-141b, а холодильный контур рассчитан на применение в качестве хладагента ГХФУ-22 или смесей на основе ГХФУ.

Рассмотрим более подробно ситуацию, складывающуюся в отдельных категориях ТХО, а также перспективы внедрения в них альтернативных веществ, безопасных для озонового слоя атмосферы и климата Земли.

Автономное оборудование

Под автономным оборудованием понимаются системы, где все компоненты составляют единое целое (моноблок).

До недавнего времени аммиак (R717) не применялся в таких системах в силу ограничений на использование в зонах пребывания людей из-за его горючести и токсичности.

Диоксид углерода (R744), как правило, используется в торговых автоматах и охлаждаемых витринах для бутылочных (баночных) напитков. Эта технология отличается прекрасными эксплуатационными возможностями, но достаточно сложна в обслуживании. Энергоэффективность оборудования на R744 такая же, как у агрегатов, работающих на ГФУ-134а, но она существенно снижается при повышении температуры окружающей среды. Стоимость немного выше, что, впрочем, не помешало ряду транснациональных компаний (Coca-Cola и др.), заказывающих такое оборудование, руководствоваться при принятии решений в большей степени политическими и экологическими соображениями. Основным препятствием для широкого распространения этого хладагента на рынке является необходимость высокого уровня технической подготовки обслуживающего персонала. Следует отметить, что R744 был выбран на замену углеводородам в силу меньшей угрозы безопасности в зонах общественного пользования.

ГФУ-134а может быть заменен хладагентом ГФО-1234yf в любых сферах, где требуется низкий потенциал глобального потепления (ПГП), однако из-за ограниченного предложения количество оборудования, работающего на нем, невелико. Опубликованные результаты ряда исследований показывают, что ГФО-1234yf сопоставим с ГФУ-134а по энергоэффективности. Следует отметить, что уже разработаны поршневые компрессоры, в которых этот хладагент может использоваться, а в Японии он уже применяется в торговых автоматах. Основными препятствиями для внедрения ГФО-1234yf на рынке являются ограниченное предложение и пока еще высокая стоимость.

Углеводороды R600a и R290 нашли применение в ТХО небольшого размера, при этом R600а используется в агрегатах меньшей мощности. В охлаждаемых витринах для бутылочных напитков используются оба хладагента, а в льдогенераторах и небольших холодильных витринах — R290. Энергоэффективность углеводородных хладагентов либо эквивалентна ГХФУ и ГФУ, обычно используемых в этой сфере, либо превышает ее. Небольшие дополнительные расходы на обеспечение безопасности включены в стоимость, которая почти не отличается от стоимости оборудования, работающего на ГФУ.

Европейский стандарт EN 378 разрешает применять углеводородные хладагенты в размере заправки до 1,5 кг в зонах общественного пользования, если площадь помещения достаточно велика. Крупные транснациональные компании решили отказаться от использования ГФУ в новых системах. В этой связи углеводородные хладагенты широко применяются в небольших системах ТХО, содержащих от 15 г до 1,5 кг хладагента.

До настоящего времени основными хладагентами в автономном оборудовании пока остаются ГФУ-134а и R404A, но эта ситуация сохранится в течение максимум ближайших 5–7 лет. Последний хладагент в Европе уже рассматривается в качестве краткосрочного варианта конверсии. Главным препятствием для использования обоих хладагентов является их высокий ПГП, в силу чего существующие и будущие международные соглашения в сфере регулирования обращения парниковых газов антропогенного происхождения потребуют отказа от использования ГФУ-134а во всем мире и R404A как минимум в Европе. В настоящее время существует:

  • Две возможных альтернативы R404A:
    1. Негорючие смеси (N40 и DR33);
    2. Горючие хладагенты класса 2L с низким ПГП (L40).
  • Две альтернативы ГФУ-134а:
    1. Негорючие смеси (N13 и XP10);
    2. Горючие хладагенты класса 2L (ГФО-1234yf и ГФО-1234ze(E)).

Конденсаторные агрегаты

Холодопроизводительность конденсаторных агрегатов, как правило, составляет от 1 до 20 кВт. Под конденсаторными агрегатами подразумевают устройство, состоящее из одного или двух компрессоров, конденсатора и ресивера и размещаемое обычно за пределами торговой площади. Это оборудование обычно устанавливается в специализированных магазинах (булочных, мясных лавках и небольших продовольственных магазинах).

Аммиак (R717) в таких системах не используется в связи с его потенциальной опасностью.

В Северной Европе продается несколько новых моделей конденсаторных агрегатов, работающих на диоксиде углерода (R744), однако следует отметить, что их продвижение на рынок идет медленно. При высоких температурах наружного воздуха применяют двухступенчатые системы на R744, в странах с холодным климатом — одноступенчатые. Установка двухступенчатой системы требует значительных дополнительных расходов, поэтому стоимость является основным препятствием для использования таких систем. Если будет принято решение о полном отказе от хладагентов на основе ГФУ, то возможно продолжение разработок в этом направлении, но при этом рыночная доля таких систем останется достаточно ограниченной.

В Российской Федерации в рамках Проекта ЮНИДО / ГЭФ-Минприроды России «Поэтапное сокращение потребления ГХФУ и стимулирование перехода на не содержащее ГФУ энергоэффективное холодильное и климатическое оборудование в Российской Федерации посредством передачи технологий» (Проект ЮНИДО/ГЭФ-Минприроды России) технология охлаждения на диоксиде углерода в секторе ТХО будет апробирована на ЗАО «Норд» (г. Москва), которым будет реализован до конца 2015 года Демонстрационный проект «Действующий макет холодильной установки на диоксиде углерода для магазина продуктового ритейла».

В Европе эксплуатируется несколько моделей конденсаторных агрегатов холодопроизводительностью от 1 до 20 кВт с наружным охлаждением, работающих на R290 и R1270. Опыт эксплуатации этих установок показал их высокую энергоэффективность. Чтобы ограничить увеличение расхода энергии, такие системы оснащают вторичным контуром с увеличенной площадью теплообменников. Стоимость конденсаторных агрегатов, работающих на вышеуказанных углеводородных хладагентах, как правило, на 5–15% выше, чем у систем на ГФУ.

Углеводороды рассматриваются как долгосрочное решение, в связи с чем необходимо продолжить работу по усовершенствованию холодильного контура в учетом требований к безопасности при его обслуживании. С этой целью в рамках Проекта ЮНИДО / ГЭФ-Минприроды России углеводородная технология охлаждения в секторе ТХО будет апробирована на ООО «Остров» (г. Москва), которым будет реализован до конца 2015 года Демонстрационный проект «Действующий макет типового мини-отеля со встроенным магазином и прачечной на углеводородных хладагентах».

Оптимальными хладагентами на основе ГФУ для конденсаторных агрегатов являются ГФУ-134а, R404A и в некоторой степени R410A. ГФУ-134а используется в маломощных системах с температурой испарения более –15 °C. В системах большей мощности на всех температурных уровнях используются R404A и R410A. Данные по энергоэффективности ГФУ широко применяются для сравнительного анализа других альтернативных хладагентов. Как и в других категориях ТХО, ГФУ с высоким ПГП рассматриваются лишь в качестве краткосрочных вариантов, хотя они все еще занимают лидирующие позиции на рынке.

Централизованные системы

Централизованные системы являются оптимальным вариантом охлаждения продуктов питания для супермаркетов. Они состоят из многокомпрессорных агрегатов, установленных в машинном зале. Существует два основных вида таких установок: системы непосредственного охлаждения и системы с промежуточным хладоносителем.

По состоянию на сегодняшний день наиболее распространены системы непосредственного охлаждения. Хладагент подается в жидком виде из машинного зала в торговый зал, где испаряется в теплообменниках витрин и в газообразной форме возвращается к всасывающим коллекторам многокомпрессорных агрегатов. Охлаждение морозильных камер происходит аналогичным образом.

В мощных системах с промежуточным хладоносителем используется аммиак, а на низкотемпературном уровне, как правило, диоксид углерода. Действующими требованиями к безопасности количество таких установок пока ограничено. Аммиак рассматривается в качестве эффективного хладагента в централизованных системах ТХО. При этом дополнительные расходы составят 10–15% от стоимости систем с промежуточным хладоносителем, работающих на ГФУ и R744, и связаны с использованием стали вместо меди. Однако при мощности более нескольких сотен кВт такие системы становятся более конкурентоспособными с точки зрения цены. В странах с холодным климатом конкуренцию аммиаку составляют ГФУ, углеводороды и даже диоксид углерода, однако пользователи могут продолжать выбирать решения на аммиаке.

Уверенное положение на европейском рынке заняли двухступенчатые системы, в которых R744 используется как на среднетемпературном (от -10 до –15 °C), так и на низкотемпературном (от -35 до –38 °C) уровнях: на сегодняшний день такие системы установлены более чем в одной тысяче супермаркетов стран ЕС.

Крупные европейские компании на среднетемпературном уровне используют холодильные машины на ГФУ-134а и на низкотемпературном — системы непосредственного охлаждения, работающие на R744, или системы с промежуточным хладоносителем. Такое сочетание применяется в разных климатических условиях. R744 эффективен при температуре конденсации ниже –25 °C. При высокой температуре окружающей среды значительно увеличивается энергопотребление транскритического цикла, в связи с чем в настоящее время ведется работа над повышением энергоэффективности холодильного оборудования такого типа. Дополнительные расходы и в этом случае составляют 10–15%.

Низкая энергоэффективность при работе в жарком климате является одним из препятствий для продвижения диоксида углерода в подсекторе централизованных систем ТХО. В силу того, что R744 в системе находится под высоким давлением, прочность паяных соединений трубопроводов должна быть выше, чем в обычных системах, работающих на ГФУ. R744 рассматривается в качестве долгосрочного решения для нижней ветви каскадных систем, работающих на среднетемпературном хладагенте. С учетом климатических условий Российской Федерации R744 может стать основным вариантом для использования в централизованных системах.

Углеводороды (R290 или R1270) применяются (апробируются) приблизительно в ста централизованных системах супермаркетов в странах ЕС. R290 и R1270 эффективны при использовании как на средне-, так и на низкотемпературном уровнях охлаждения. Дополнительные расходы связаны с предотвращением утечек и обеспечением безопасности. Нормы и стандарты ограничивают содержание хладагента в системе и тем самым создают препятствие для использования углеводородов. Распространение централизованных систем, работающих на углеводородах, сдерживается конкуренцией со стороны R744, обладающего низким ПГП.

Положение ГФО с низким ПГП такое же, как описано выше. В настоящее время отсутствуют ГФО, пригодные для непосредственного использования в централизованных системах. Для модернизации действующих систем потенциально возможно использование негорючих смесей (N40 и DR33), которые повысят энергоэффективность приблизительно на 7%. Трудногорючие хладагенты (L40) могут найти применение в системах с промежуточным хладоносителем, в частности, работающих на рассоле или диоксиде углерода под давлением, где становится возможным снизить горючесть. Другими альтернативами ГФУ-134а являются следующие варианты: негорючие смеси (N13 и XP10) для модифицированных систем и трудногорючие хладагенты (ГФО-1234yf и ГФО-1234ze(E)) для каскадных систем.

Самый распространенный хладагент с относительно низким ПГП в настоящее время — R404A, однако в новых установках на низкотемпературном уровне вместо него используется ГФУ-134а. Попытки применения R410A в новых установках не увенчались успехом. В качестве промежуточных вариантов предлагаются R407A и R407F. Стоимость R404A в настоящее время снижается. Следует отметить, что все развитые страны будут сокращать использование ГФУ с высоким ПГП по мере вступления в силу новых международных норм в сфере сокращения производства и потребления ГФУ.

Холодильные установки для автомобильного транспорта

К системам охлаждения на транспортных средствах предъявляются крайне высокие технические требования. Оборудование должно быть пригодно для работы при самых разных температурах окружающей среды и природных условиях.

В развитых странах предпочтительными хладагентами для охлаждения на транспортных средствах пока являются ГФУ. Количество хладагента может составлять от менее 1 кг (фургоны-рефрижераторы) до нескольких кг (грузовики, трейлеры и рефрижераторные контейнеры). По имеющимся оценкам объем утечек хладагентов составляет 20% в грузовиках и трейлерах и 30% — в фургонах. Во всех контейнерах для смешанной перевозки используются герметичные или полугерметичные системы, объем утечек в которых составляет менее 5%.

Практически во всех трейлерах и большегрузных автомобилях используется R404A. В Германии один из производителей холодильного оборудования этого типа применяет в качестве хладагента R410A. ГФУ-134а широко распространен в малогабаритных грузовиках и фургонах, так как он пока еще может использоваться в автомобильных кондиционерах. ГФУ-134а не является идеальным решением, но он достаточно удобен. При необходимости для увеличения холодопроизводительности малогабаритные грузовики и фургоны могут оснащаться системами на R404A. ОРВ (ГХФУ) в новом оборудовании не используются уже около 15 лет.

Перспектива необходимости отказа от использования хладагентов с высоким ПГП создает проблемы в секторе ТХО на автотранспортных средствах. Испытания альтернатив с низким ПГП проводятся в ряде развитых стран, но в ближайшем будущем появления подходящего альтернативного варианта не предвидится. Основная проблема заключается в получении хладагента с такими же высокими рабочими характеристиками, что и у R404A. Более эффективный R410A отличается высоким давлением (из-за чего большинству производителей приходится вносить изменения в технологию) и относительно высоким ПГП.

Альтернативные хладагенты с низким ПГП представляют интерес, однако на данный момент они пригодны только для перевозки охлажденных грузов, а для проверки их пригодности к перевозке замороженных грузов необходимы дополнительные испытания.

По-видимому, использование R744 в автомобильном транспорте станет возможным после появления на рынке более эффективных многоступенчатых компрессоров, которые в настоящее время находятся в стадии разработки.

В Великобритании, Австралии и Германии проводились испытания сравнительно небольшого количества автомобилей, оборудованных холодильными системами на углеводородах (в основном на R290). По их результатам было установлено, что применение углеводородов является предпочтительным вариантом, так как они позволяют снизить энергопотребление на 20 и более процентов. В Германии разработан грузовик-рефрижератор на пропене (R1270), который в настоящее время проходит полевые испытания в сети супермаркетов. По показателям эта система превосходит R404A и сравнима с R410A. Для более широкого внедрения на рынок производителям и покупателям требуются особые правила и стандарты, обеспечивающие безопасность использования углеводородов в транспортных холодильных системах.

В отличие от трейлеров, в контейнерах для смешанной перевозки в основном используется ГФУ-134а и в некоторых случаях R404A. Выбор ГФУ-134а объясняется его широкой доступностью и относительно низкой ценой, несмотря на то, что R404A (или в настоящее время — R410A) лучше подходит для этой сферы применения. Благодаря более низкому давлению объем утечек ГФУ-134а меньше, чем у R404A, однако выше риск попадания воздуха в контур охлаждения при перевозке замороженных продуктов. Имеются успехи в продвижении R744 в качестве хладагента в контейнерах. Благодаря двухступенчатому сжатию, разгрузке цилиндров и двигателя с регулируемой скоростью, эффективность системы на R744 оказалась такой же, как у лучших в своем классе установок, работающих на ГФУ.

Токсичность и проблемы совместимости с материалами делает аммиак (R717) непригодным для использования в грузовиках, трейлерах и контейнерах для смешанной перевозки.

Альтернативой парокомпрессионным установкам на автомобильном транспорте являются криогенные системы или системы с разомкнутым контуром, в которых жидкий диоксид углерода или азот испаряется в изотермическом контейнере, установленном в грузовике. Такие системы отличаются низким уровнем шума и надежностью, а также обладают постоянной холодопроизводительностью, не зависящей от частоты вращения двигателя. С другой стороны, системы, подающие диоксид углерода или азот в грузовой отсек (а это происходит не во всех подобных системах), должны быть оснащены датчиками газа, чтобы исключить риск отравления хладагентами. Следует отметить, что сжижение диоксида углерода или азота требует дополнительного расхода энергии, что в зависимости от источника энергии может увеличить или снизить эксплуатационные затраты. Подобные системы требуют регулярной дозаправки, для чего необходимо создание соответствующей инфраструктуры для хранения и дозаправки сжиженных газов. Помимо всего прочего, такие системы отличаются самой низкой эффективностью и экологичностью. Это связано с тем, что используемая в них рабочая жидкость должна извлекаться из окружающей среды или определенных процессов, что означает компрессию в условиях, где минимальное давление практически равно атмосферному, и, следовательно, такие системы расходуют во много раз больше энергии, чем системы с закрытым компрессионным контуром. Таким образом, с учетом энергопотребления в течение срока службы эти системы нерентабельны.

Отказ от использования ГХФУ-141b в качестве вспенивателя теплоизоляции в производстве торгового холодильного оборудования

В секторе производства ТХО вопросы конверсии на альтернативные вспениватели во многом уже решены. Перевод на циклопентан и другие озонобезопасные вещества оставшихся крупнейших производителей этого сектора — ОАО «Полюс»
(г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл), ООО «ПК «Совиталпродмаш» (г. Волжск, Республика Марий Эл) и др. запланировано на 2015–2016 гг. как за счет собственных средств предприятий, так и за счет безвозмездной помощи, которая оказывается в рамках Проекта ЮНИДО / ГЭФ — Минприроды России.

К настоящему времени подавляющее большинство производителей ТХО в мире отказались от использования ГХФУ-141b в качестве вспенивающего агента и осуществили конверсию на циклопентан или другие озонобезопасные технологии в этой сфере.

Переходя на циклопентан, предприятие получает целый ряд преимуществ, таких как существенное повышение качества и класса энергопотребления выпускаемой холодильной техники, освоение современных технологий, не оказывающих отрицательного воздействия на озоновый слой и климат Земли, возможность экспорта выпускаемой продукции в развитые страны, а также возможность сотрудничества и совместной деятельности с основными мировыми производителями ТХО.

Перевод предприятия, производящего ТХО, на циклопентан представляет собой довольно сложную с технической точки зрения задачу, поскольку речь идет о замене/модернизации всей технологической линии. Более того, из-за взрывоопасности циклопентана на всех стадиях подготовки и реализации проекта по отказу от ГХФУ-141b предприятие должно уделяться особое внимание вопросам безопасности.

Проблемы конверсии на использование циклопентана в теплоизоляции ТХО во многом схожи с бытовым холодильным оборудованием, описанным в статье «Конверсия бытового холодильного оборудования на озонобезопасные хладагенты и вспениватели».

Ориентировочная стоимость оборудования, которое необходимо приобрести среднемасштабному предприятию — производителю торгового холодильного оборудования для осуществления перехода на озонобезопасный циклопентан, может составить в среднем от 680 до 770 тыс. долл. США. Эта сумма зависит от количества заливочных машин для запенивания боксов / шкафов / дверей ТХО на предприятии и стратегии их конверсии (модернизация и / или замена).

Дополнительные расходы предприятия на проведение строительных и монтажных работ, приобретение вентиляционного оборудования, переобучение персонала и т. д. могут составить до 50% от стоимости основного оборудования.

Таким образом, суммарные затраты предприятия сектора БХО на осуществление конверсии на озонобезопасный циклопентан могут составить от 1 до 1,2 млн долл. США.

Выводы:

  1. В секторе ТХО в настоящее время в основном используется автономное оборудование, работающее на ГФУ-134а и R404A.
  2. R600а и R290 применяются в секторе ТХО в небольших системах, содержащих от 15 г до 1,5 кг хладагента.
  3. R744 в секторе ТХО в основном используется в торговых автоматах. Несмотря на преимущества, применение R744 связано с техническими сложностями.
  4. Стоимость оборудования в секторе ТХО, работающего на углеводородных хладагентах, с учетом затрат на обеспечение его безопасности практически не отличается от стоимости оборудования на ГФУ.
  5. ГФУ-134а в секторе ТХО потенциально может быть заменен на ГФО-1234yf, обладающий схожими показателями энергоэффективности. Основным препятствием для внедрения ГФО-1234yf является его цена.
  6. Продвижение на рынок конденсаторных агрегатов, работающих на альтернативных хладагентах R744, R290 и R1270, идет медленно. Такие установки демонстрируют высокие показатели энергоэффективности, однако их стоимость, как правило, на 5–15% выше, чем у систем на ГФУ.
  7. Оптимальными ГФУ-хладагентами для конденсаторных агрегатов в настоящее время являются ГФУ-134а, R404A и в некоторой степени R410A.
  8. В целом в развитых странах применение в ТХО ГФУ с высоким ПГП рассматриваются в качестве краткосрочных вариантов.
  9. В настоящее время для охлаждения супермаркетов крупные европейские компании на среднетемпературном уровне используют холодильные машины на ГФУ-134а, а на низкотемпературном — системы непосредственного охлаждения, работающие на R744, или системы с промежуточным хладоносителем.
  10. Аммиак применяется в централизованных системах с промежуточным хладоносителем большой мощности, в которых на низкотемпературном уровне используется R744. В силу требований техники безопасности количество таких установок пока ограничено.
  11. Снижения ПГП можно достичь путем замены ГФУ-134а на ГФО-1234yf или ГФО-1234ze при условии учета низкой воспламеняемости этих хладагентов на этапе проектирования. В действующих установках в качестве негорючих хладагентов могут использоваться смеси с малым температурным гистерезисом, например, N13 или XP 10.
  12. Уверенное положение в секторе ТХО на европейском рынке заняли двухступенчатые системы, в которых R744 используется как на среднетемпературном, так и на низкотемпературном уровнях.
  13. В странах ЕС и США в настоящее время ведется разработка транскритических систем, работающих на R744, в которых будут достигнуты более высокие показатели энергоэффективности при высокой температуре окружающей среды. Дополнительные расходы в этом случае составят 10-15%. Среди хладагентов со средним или высоким ПГП основным остается R404A, однако в новых установках на среднетемпературном уровне вместо него используется ГФУ-134а. В качестве промежуточного варианта предлагается R407F. Существуют также негорючие варианты с относительно низким ПГП: ГФО-смеси N40 и DR33.
  14. Оптимальными хладагентами для охлаждения на автотранспортных средствах пока являются ГФУ. Практически во всех автоприцепах и большегрузных автомобилях используется R404A. В малогабаритных автомобилях и фургонах — ГФУ-134а. В настоящее время ведутся испытания альтернативных ГФО с низким ПГП и хладагентов, не содержащих ГФУ, однако появление конкурентоспособной альтернативы в ближайшем будущем маловероятно.
  15. Использование R744 в холодильных агрегатах на автомобилях станет возможным после появления на рынке более эффективных многоступенчатых компрессоров, которые на данный момент находятся в стадии разработки.
  16. Испытания углеводородов (в основном R290) в автомобильных холодильных установках показали, что благодаря меньшему потреблению энергии (на 20 и более процентов) они могут стать предпочтительной альтернативой.

Таблица 1 — Сравнение озонобезопасных альтернативных вспенивателей, рекомендуемых для применения в секторе ТХО

Вспениватель Преимущества Недостатки Примечание
Циклопентан и смеси циклопентана и изопентана Низкий ПГП Горючи Высокие суммарные капитальные затраты, которые оказываются приемлемыми для большинства крупных предприятий сектора ТХО и не приемлемыми для предприятий малого и среднего бизнеса
Низкие эксплуатационные затраты   Отработанная технология в секторе ТХО
Хорошие термоизоляционные и механические характеристики пеноматериалов    
ГФУ-245fa, ГФУ-365mfc / ГФУ-227ea Негорючи Высокий ПГП Низкие суммарные капитальные затраты
Хорошие термоизоляционные и механические характеристики пеноматериалов Высокие эксплуатационные затраты Высокие термоизоляционные характеристики (по сравнению с углеводородами)
CO2 (вода) Низкий ПГП Средние характеристики пеноматериалов: высокая теплопроводность и высокая плотность пены Низкие суммарные капитальные затраты
Негорючи Высокие эксплуатационные затраты Улучшенные рецептуры второго поколения, не увеличивающие плотность ППУ-изоляции по сравнению с ГФУ
Метилформиат Низкий ПГП Средние характеристики пеноматериалов: высокая теплопроводность и высокая плотность пены Средние суммарные капитальные затраты (рекомендована защита от коррозии). Технология апробирована в ряде стран БРИКС
Горюч, но в смесях с полиолами может быть негорючим Высокие эксплуатационные затраты  
ГХФО / ГФО Низкий ПГП Высокие эксплуатационные затраты Апробированная в последние годы технология
Негорючи   Многообещающие показатели энергоэффективности (равны или лучше, чем у насыщенных ГФУ)
    Низкие суммарные капитальные затраты

Краткая справка по новым смесевым хладагентам

Смесевой хладагент L40

Состав: 40% ГФУ-32, 10% ГФУ-152а, 20% ГФО-1234yf, 30% ГФО-1234ze(E)

ОРС = 0. ПГП = 290.

Предназначен для прямой замены R404A в средне- и низкотемпературном холодильном оборудовании, что приводит к повышению эффективности холодильной системы приблизительно на 10%. При этом благодаря одинаковым значениям давления не требует значительной модернизации. Согласно стандарта FDIS ISO 817 все компоненты этой смеси относятся к классу A2L (низкотоксичные, трудногорючие).

Прямые затраты на хладагент обещают быть выше, чем у R404A. Совместим с полиэфирными маслами, использовавшимися с R404A.

Основные препятствия для внедрения обусловлены требованиями к безопасности эксплуатации трудногорючих хладагентов (класс 2L согласно FDIS ISO 817). Новый класс был включен в действующие стандарты, например, ISO 5149. В практическом плане это означает ограничение на размер систем, размещаемых внутри помещений. Кроме того, в силу неясности возможностей применения существует проблема нехватки определенных типов компонентов, включая компрессоры. Для обеспечения безопасности при работе с горючими хладагентами необходимы высокая квалификация и опыт персонала. Использование горючих хладагентов в некоторых типах зданий может быть запрещено нормами строительной безопасности.

Смесевой хладагент N13

Состав: 42% ГФУ-134а и 58% ГФО-1234ze(E).

ОРС = 0. ПГП = 600.

Негорючая двухкомпонентная смесь. Используется вместо ГФУ-134а в новом оборудовании, при проектировании которого будет учтена меньшая объемная производительность нового хладагента. Согласно стандарта FDIS ISO 817 смесь относится к классу А1 (низкотоксичное и негорючее вещество). При использовании в поршневых или спиральных компрессорах показал такую же эффективность, как у ГФУ-134а. В спиральных и поршневых компрессорах возможно использование прежнего полиэфирного смазочного масла.

Из-за того, что N13 является смесью нового (ГФО-1234ze(E)) и существующего (ГФУ-134а) веществ, имеет умеренную стоимость, которая мало отличается от стоимости хладагентов, присутствующих на рынке. Благодаря трудной горючести и умеренной цене этот хладагент может получить признание в ближайшем будущем.

Смесевой хладагент XP10

Состав: 44% ГФУ-134а и 56% ГФО-1234yf.

ОРС = 0. ПГП = 630.

Невоспламеняемая двухкомпонентная смесь. Предназначен для замены ГФУ-134а в новом оборудовании с обеспечением аналогичной мощности и эффективности. Согласно стандарта FDIS ISO 817 относится к классу А1 (низкотоксичное и негорючее вещество). При использовании в поршневых или спиральных компрессорах показал аналогичную с ГФУ-134а эффективность. В спиральных и поршневых компрессорах возможно использование прежнего полиэфирного смазочного масла. Благодаря высокой критической температуре демонстрирует хорошие показатели в теплом климате. Из-за того, что XP10 является смесью веществ с высокими производственными затратами (ГФО-1234yf и ГФУ-134а), ожидается, что его стоимость будет высокой.

Основным препятствием для широкого распространения может оказаться высокая стоимость хладагента.

Смесевой хладагент N40

Состав: 25% ГФУ-32, 25% ГФУ-125, 20% ГФУ-134а и 30% ГФУ-1234yf.

ОРС = 0. ПГП = 1 330.

Негорючая смесь насыщенных (предельных) ГФУ и ненасыщенного (непредельного) ГФО-1234yf. Предназначен для замены R404A в климатическом и холодильном оборудовании. Согласно стандарта FDIS ISO 817 смесь относится к классу А1 (низкотоксичное и негорючее вещество).

Отличается более высокой эффективностью, чем R404A. Совместим с полиэфирными смазочными маслами, используемыми с R404A. Из-за наличия в составе ГФО-1234yf стоимость может быть выше, чем у обычных смесевых хладагентов на основе ГФУ.

Существенные препятствия для внедрения отсутствуют.

Смесевой хладагент DR33

Состав: 24% ГФУ-32, 25% ГФУ-125, 26% ГФУ-134а и 25% ГФО-1234yf.

ОРС = 0. ПГП = 1 410.

Негорючая смесь насыщенных (предельных) ГФУ и ГФО-1234yf. Предназначен для замены R404A в новом холодильном оборудовании. Согласно стандарта FDIS ISO 817 относится к классу А1 (низкотоксичное и негорючее вещество). Отличается более высокой эффективностью, чем R404A. Совместим с полиэфирными смазочными маслами, используемыми с R404A.

Из-за наличия в составе ГФО-1234yf стоимость может быть выше, чем у обычных смесевых хладагентов на основе ГФУ.

Существенные препятствия для внедрения отсутствуют.

По материалам
Международного центра научной и технической информации
(г. Москва)

Правила использования статей

© 2010 - 2019, Вестник «ЮНИДО в России». Все права защищены.