Озоноразрушающие вещества и экологически безопасные альтернативы
До тех пор, пока не было обнаружено, что озоновый слой разрушается вследствие выбросов в атмосферу хлорфторуглеродов (ХФУ), эти вещества активно использовались в холодильной и климатической технике.
В 1990-х годах в холодильном и климатическом оборудовании, а также в производстве пеноматериалов стали активно применяться гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), рассматривавшиеся в то время в качестве вполне приемлемой переходной альтернативы ХФУ. Эти озоноразрушающие вещества были включены в Приложение С к Монреальскому протоколу, и для них были установлены меры регулирования. Предполагалось, что использование ГХФУ, являющихся, как и ХФУ, озоноразрушающими веществами, но имеющих значительно меньший, чем у ХФУ, озоноразрушающий потенциал (ОРП), будет временной мерой, а в последующем их производство и потребление также будет ликвидировано в рамках Монреальского протокола. Однако опасность ГХФУ заключается не только в их способности разрушать озоновый слой, но и в том, что они обладают высоким потенциалом глобального потепления (ПГП), и на основании этого отнесены к парниковым газам. Парниковыми газами являются и гидрофторуглероды (ГФУ), рассматривавшиеся ранее в качестве озонобезопасной замены ГХФУ, и их использование способно принести заметный вред окружающей среде. В рамках Проекта ЮНИДО/ГЭФ по поэтапному выводу из оборота ГХФУ предполагается исключить данные озоноразрушающие вещества из производства и осуществить переход на альтернативные холодильные и вспенивающие агенты, не обладающие ПГП.
Подробнее об озоноразрушающих веществах:
- Классификация озоноразрушающих веществ
- Озоноразрушающие вещества (ХФУ и галоны) в Российской Федерации: ХФУ 11, ХФУ 12, ХФУ13, ХФУ 113, ХФУ 115, Галон 2402, Галон 1211, Галон 1301
- Переходные озоноразрушающие вещества или гидрохлорфторуглероды: ГХФУ 21, ГХФУ 22, ГХФУ 141b, ГХФУ 142b
- Применение ХФУ и ГХФУ в различных секторах потребления
Экологически безопасные альтернативы:
Аммиак (R717)
Аммиак не является газом, разрушающим озоновый слой (ОРП = 0), он также не вносит прямого вклада в увеличение парникового эффекта (ПГП = 0). По термодинамическим свойствам аммиак – один из лучших хладагентов: по объемной холодопроизводительности он значительно превышает R12, R11, R22 и R502, имеет более высокий коэффициент теплоотдачи, что позволяет применять в теплообменных аппаратах трубы меньшего диаметра.
Пары аммиака легче воздуха, он хорошо растворяется в воде (один объем воды может растворить 700 объемов аммиака, что исключает замерзание влаги в системе).
Из-за резкого запаха аммиака появление течи в холодильной системе легко обнаруживается органолептически обслуживающим персоналом. Кроме того, хладагент R717 имеет низкую стоимость, т.к. объемы его производства (для иных нужд) значительны.
Особенность аммиака как хладагента – более высокое значение температуры нагнетания по сравнению с R22 и R12. В связи с этим предъявляются жесткие требования к термической стабильности холодильных масел, используемых в сочетании с аммиаком в течение длительного времени при эксплуатации установки. Конденсатор должен иметь развитую поверхность теплообмена, в результате чего возрастает его металлоемкость.
Кроме того, следует учитывать, что аммиак вреден для здоровья человека, предельно допустимая концентрация в воздухе – 0,02 мг/дм 3, что соответствует объемной доле 0,0028%. В соединении с воздухом при объемной доле 16…26,8% и наличии открытого пламени аммиак взрывоопасен. Температура воспламенения с воздухом 651oС.
Диоксид углерода (R744)
Углекислый газ (СО 2) – дешевое нетоксичное, негорючее и практически экологически чистое вещество (ОРП = 0, ПГП = 1). Его преимущества: низкая цена, простое обслуживание, совместимость с минеральными маслами, электроизоляционными и конструкционными материалами. Вместе с тем, при использовании диоксида углерода требуется водяное охлаждение конденсатора холодильной машины, увеличивается металлоемкость холодильной установки (по сравнению с металлоемкостью установок, работающих на галоидопроизводных хладагентах). Перспективно применение диоксида углерода в низкотемпературных двухкаскадных установках и системах кондиционирования воздуха автомобилей и поездов, а также в бытовых холодильниках и тепловых насосах.
Кроме того, диоксид углерода (в жидком виде и в смеси с водой) может применяться для получения эластичных и эластомерных пен.
Пропан (R290)
Пропан нетоксичен, характеризуется низкой стоимостью, имеет хорошие экологические характеристики (ОРП = 0, ПГП = 3). При использовании данного хладагента не возникает проблем с выбором конструкционных материалов деталей компрессора, конденсатора и испарителя. Пропан хорошо растворяется в минеральных маслах.
Принципиальный недостаток пропана – пожароопасность. Кроме того, габариты компрессора при использовании пропана будут больше, чем у компрессора аналогичной холодопроизводительности на R22.
Пропан можно сразу же запускать в систему, где до этого применялся озоноопасный хладагент. Он работает с теми же минеральными маслами, требует такой же электроизоляции, тех же уплотняющих материалов, труб того же диаметра. Как показали исследования, в этом случае теряется до 10% холодопроизводительности, если в системе ранее был R22, и 15% – если R502. Процедура сервисного обслуживания практически не изменяется.
Изобутан (R600a)
Этот природный газ не является разрушителем озона и озонового слоя (ОРП = 0) и не способствует появлению парникового эффекта (ПГП = 0,001). Масса хладагента, циркулирующего в холодильном агрегате при использовании изобутана, значительно сокращается (примерно на 30%). Изобутан хорошо растворяется в минеральном масле, имеет более высокий, чем R12, холодильный коэффициент, что приводит к снижению энергопотребления.
При этом изобутан горюч, легко воспламенятся и взрывоопасен в соединении с воздухом при объемной доле хладагента 1,3…8,5%. Температура возгорания равна 460oС.
В настоящее время R600a широко применяется в бытовой холодильной технике. В частности, компрессоры, работающие на изобутане, выпускает международный концерн Electrolux. Холодильные агрегаты с R600a характеризуются меньшим уровнем шума из-за низкого давления в рабочем контуре хладагента.
Также изобутан может применяться в качестве вспенивающего агента для получения полиуретановых пен.
Циклопентан
Использование циклопентана в качестве вспенивающего агента при получении жестких полиуретановых изоляционных пенопластов началось в 90-х годах. Переход на циклопентан обусловлен его экологичностью. Однако из-за более высокой температуры кипения и худшего коэффициента теплопроводности он уступает по эффективности R11. Уменьшение прочности при сжатии готовых пенопластов обычно приводит к повышению плотности изделий и трудностям при формовании. Увеличение веса пены, высокая стоимость циклопентана, затраты на переоборудование предприятия, связанные с безопасностью работы с горючими вспененными агентами, приводят к росту издержек производства. Кроме того, такие летучие органические соединения, как циклопентан, могут способствовать образованию фотохимического смога, в котором проходят реакции, приводящие к образованию тропосферного озона – третьего по степени влияния на климат парникового газа.
Презентации и программное обеспечение
- Практический опыт использования углеводородов в бытовых системах кондиционирования (индийская компания Godrej group). Сравнение пропана и R22
- Альтернативные холодильные агенты для различных секторов потребления ГХФУ в Российской Федерации
- Альтернатива ГХФУ- и ГФУ-хладагентам с учетом особенностей РоссийскойФедерации
- Switch to DuPont™ ISCEON® ensures environmental compliance at BT data centre. Replacement of R-22 in precision climate control systems
- Хладагент DuPont™ ISCEON® МО99 пример применения. Замена R-22 в системах с жестким климат-контролем
- Substitution of HCFC in foaming equipment: state of the art and new technologies
- Путь к хладагентам нового поколения. Перспективы по мнению ведущего производителя
- Практическое сотрудничество химических предприятий России и ЮНИДО в рамках создания производств озонобезопасных хладонов
- Энергоэффективность и экология. Инновационные решения в области хладагентов, пеноматериалов, аэрозолей и растворителей
- HCFC-Refrigerant Phase-Out in Russia. …and what to do?
- Общий обзор деятельности компании DuPont и ее бизнеса хладагентов на русском языке
- Общий обзор деятельности компании DuPont и ее бизнеса хладагентов на английском языке
- Хладагенты DuPont™ Suva®, DuPont™ ISCEON® и DuPont™ Opteon®
- Обзор хладагентов Honeywell Solctice
- Презентация компании Honeywell и линейки предлагаемых озонобезопасных хладагентов на 4 июля 2013 года
- Хладагент R-407F от компании Honeywell и его сравнительный анализ с другими хладагентами
- Хладагенты. Описание, заменители ГХФУ-22, новое поколение хладагентов с низким ПГП / Refrigerants Technology
- Гидрофторолефины (ГФО) с низким ПГП. Снижение воздействия на климат / Low gWP hydrofluoroOlefins (HFO). Reducing the impact on climate change
- Вспенивающие вещества / Blowing Agent Technology
- Пропелленты и рабочие жидкости. Компоненты аэрозолей с незначительным воздействием на климат / Propellant and Performance Fluid: Low Environmental Impact Products for Aerosol Formulation
- Рабочая жидкость Solstice™ / Solstice™ Performance Fluid
Дополнительные материалы
- 20 лет успеха углеводородной технологии Greenfreeze
- Циклопентан: основные принципы перевооружения
- Эксперты обсудили перспективы прекращения использования озоноразрушающих веществ в медицинских дозированных ингаляторах
- ROLS ISOMARKET: стабильное качество каждый день
- Введение в технологии
- Энергоэкологические парадигмы холодильных агентов
- Использование аммиака в холодильной отрасли России: проблемы и перспективы
- Китай – планы по масштабному производству кондиционеров на углеводородах
- Midea получила европейские сертификаты на R32 и R290
- Хладагенты и окружающая среда
- О природных хладагентах
- Природные хладагенты в Северной Америке. Продовольственное снабжение
- Природные хладагенты в Северной Америке. Город и здания
- Природные хладагенты в Северной Америке. Транспорт
- Природные хладагенты в Северной Америке. Промышленность и особые сферы применения
- Разрешите представить: метилформиат
- Конференция IIAR 2014: победное шествие CO2 по Бразилии
- ЕРА предлагает разрешить использование 4 углеводородных хладагентов в новых сферах применения
- ГФУ сегодня и завтра
- НАСА: забытое ОРВ остается в атмосфере
- Окончательный регламент ЕРА (США) «Перечень альтернативных хладагентов для использования в климатическом и холодильном оборудовании и пересмотр запрета на выпуск некоторых альтернатив в атмосферу»
- CO2 в двух люксовых моделях Volkswagen
- Разрешите представить: метилформиат
- Альтернативы ГХФУ и ГФУ в жарких развивающихся странах
- Остерегайтесь альтернативного хладагента R-22a
Перейти к странице «Европейский опыт F-регулирования»