В настоящее время в климатической технике используется множество хладагентов. Одни из них являются чистыми веществами (моновеществами), другие – смесями. Например, R-22 (CНClF2) - чистое вещество, а R-410a представляет собой смесь R-32 и R-125.
После прекращения производства и оборота хлорфторуглеродов в 1995 году в большинстве систем охлаждения и кондиционирования воздуха стали использовать гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). Несмотря на преимущества этих хладагентов (надёжность, низкий ПИО, дешевизна), им тоже требуется замена.
Наиболее подходящей альтернативой ГХФУ стали смеси гидрофторуглеродов (ГФУ) (R-407c, R-410a), они безопасны для озона, но имеют очень высокий парниковый потенциал (ПГП).
Ведутся работы по использованию в качестве хладагентов широкого применения CO2 (R-744) и ледяных жидких растворов.
ГФУ – это смеси, состоящие из различных хладагентов, каждый из которых отвечает за определенные свойства.
Список одобренных ГФУ можно посмотреть в таблице 1.
Обозначение
хладагента Состав и процентное соотношение
R-429A R-E170/152a/600a (60.0/10.0/30.0)
R-430A R-152a/600a (76.0/24.0)
R-431A R-290/152a (71.0/29.0)
R-432A R-1270/E170 (80.0/20.0)
R-433A R-1270/290 (30.0/70.0)
R-434A R-125/143a/134a/600a (63.2/18.0/16.0/2.8)
R-435A R-E170/152a (80.0/20.0)
R-436A R-290/600a (56.0/44.0)
R-436B R-290/600a (52.0/48.0)
R-437A R-125/134a/600/601 (19.5/78.5/1.4/0.6)
R-510A R-E170*/600a (88.0/12.0)
*E170 диметил эфира (CH3OCH3).
Таблица 1. Одобренные обозначения хладагентов
ГФУ как альтернатива для ГХФУ
Смеси ГФУ были разработаны с целью замены ХФУ и ГХФУ. Однако эти хладагенты не являются полноценной альтернативой, так как имеют ряд существенных недостатков. В таблице 2 описываются смеси ГФУ, разработанные на сегодняшний день.
R-404А был первоначально разработан для замены R-502. Удачно использовались в индустрии торгового холода в морозильных и охлаждающих установках.
R-407В Смесь была разработана для замены R-12 и R-502. Рекомендуется использовать данный фреон с высокомолекулярным эфиром в качестве смазки.
R-407С хладагент разработан как замена хладагента R-22. Не может использоваться в системах с большим количеством фреона, таких как чиллеры, централизованные системы и конденсирующие устройства по причине выского температурного глайда.
R-410А разработан для замены R-22. Работает в пределах мощностей от 2 кВт до 175 кВт. Не может использоваться с герметичными или полугерметичными компрессорами.
R-413А смесь ГФУ, разработана как замена хладагента R-12. R-413A будет работать с обычными минеральными маслами, смазками высокомолекулярного эфира.
R-417А, R-422А, R-422D являются относительно недавними разработками, основанными на ГФУ смеси с добавкой изобутана (С4Н10). Они разработаны как встраиваемая замена для существующего холодильного оборудования, работающего на R-22. Использовать можно с минеральным маслом.
R-423А разработан как модифицированный хладагент для R-12 центробежных чиллеров.
R-424А разработан как встраиваемая замена для R-22 в секторе холодильного оборудования.
R-425А Нет доступных данных.
R-426А разработан как встраиваемая замена для ХФУ-12. Невоспламеняющаяся смесь R-134a, R-125, бутана и изопентана (С5Н12)., которая также совместима одинаково и с традиционными и синтетическими смазками.
R-427А является неазеотропной ГФУ-смесью, которая была разработана, чтобы заменить ГХФУ-22.
R-428А является невоспламеняющейся псевдо-азеотропной смесью ГФУ, совместимой с традиционными и синтетическими смазками, разработанный как встраиваемая замена для R-22, R-502 и временные смеси, содержащие ГХФУ.
R-429А Азеотропная смесь ГФУ, разработанная как встраиваемая замена для R-12 в мобильном воздушном кондиционировании, рефрижераторах/морозильниках и демонстрационных шкафах.
R-430А Разработан как встраиваемая альтернатива для R-134a с низким ПГП.
R-431А Смесь, разработанная как встраиваемая замена для R-22 в бытовых системах кондиционирования, промышленных кондиционерах и системам промышленного и торгового холода.
R-434А является смесью ГФУ, разработанной, чтобы заменить R-22 в новом и существующем (модификация) оборудовании охлаждения и воздушного кондиционирования.
R-435А Нет доступных данных.
R-437А Разработан как модификация для замены R-12 в среднем температурном применении охлаждения и мобильном кондиционировании воздуха, и как замена для смесей ГХФУ R-401A, R-401B и R-409A.Совместим с традиционными и новыми смазками.
R-508А Азеотропная смесь, для использования в низкотемпературных системах охлаждения.
R-508В ГФУ смесь для замены R-13 и R-503.
Таблица 2.
Озонобезопасные хладагенты, разработанные для замены R-22.
Хладагент R-407C
Хладагент R-407C был разработан компанией “DuPont” для замены хладагента R-22 в системах кондиционирования воздуха (СКВ). Значения давлений кипения и конденсации этого хладагента близки к соответствующим параметрам R-22.
Подобно хладагенту R-22, R-407C обладает малой токсичностью, химически стабилен и негорюч.
В случае утечки, на работу кондиционера негативное влияние окажет не только нехватка хладагента, но и изменение его состава, а соответственно, и свойств. Поэтому при ремонте установки необходимо слить оставшийся хладагент полностью и заправить систему новой смесью. Основная разница в характеристиках прежнего хладагента CHF2Cl (R-22) и нового R-407C заключается в величине давлений при рабочих температурах и типе совместимых масел.
Хладагент R-410A
Хладагент R-410A предназначен для замены R-22 и R-13B1 в новых установках. Он представляет собой смешанные в равных массовых долях хладагенты R-32 и R-125. Ни один из составляющих его компонентов не содержит хлора, поэтому их смесь характеризуется нулевым значением потенциала истощения озона.
Более высокая чем у R-22 удельная холодопроизводительность сделала возможным уменьшение габаритов основных элементов гидравлического контура: теплообменников, трубопроводов и других. К тому же R-410A является псевдо-азеотропной смесью, т.е. его температура при фазовых переходах практически не изменяется.
Соответственно, при утечке из системы состав смеси в контуре остается без изменений, что позволяет не сливать весь хладагент и затем заливать заново, а просто добавить необходимое его количество.
Природные хладагенты:
1. Аммиак
Аммиак NH3 (R-717) более ста лет широко использовался как хладагент. Он ядовит, но человек может легко распознать наличие паров аммиака в помещении из-за резкого запаха. На данный момент интерес к аммиаку весьма высок, так как согласно Монреальскому Протоколу он не попадает в список озоноразрушающих веществ и может послужить заменой для существующих хладагентов.
Аммиак кипит при -330C и имеет высокую скрытую теплоту парообразования, в девять раз превышающую аналогичный параметр у R-12.
2. Углеводороды R-290A и R-600A
Углеводороды R-290A (пропан) и R-600A являются подходящими хладагентами для малых автономных систем охлаждения. Могут использоваться в морозильных установках. Имеют высокую степень воспламеняемости и поэтому применяются лишь в малых установках или в системах с малым количеством хладагента.
3. Углекислый газ (CO2)
Углекислый газ ограниченно использовался в системах коммерческого назначения, d пищевой промышленности, применялся для тепловых насосов и морозильных систем.
Однако после ряда исследований выяснилось, что углекислый газ оказывает более негативное воздействие на окружающую среду, чем, например, R-22.
Ситуация с ГХФУ хладагентами в Российской Федерации
С первого квартала 2010 года импорт в Россию озоноразрушающих хладагентов – гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) оказался фактически под запретом. Обещания федеральных властей разработать и запустить механизм квотирования ввоза этих веществ к началу сезона не были выполнены. Потребителям и продавцам ГХФУ предложили ориентироваться на отечественные хладагенты, однако проблема заключается в том, что российские заводы не выпускают R-22 в одноразовых баллонах и предлагают тару лишь от 40 кг и выше.
Более того, в начале нынешнего века, вопреки мнениям специалистов, большинство крупных промышленных холодильных установок в РФ, функционировавших на аммиаке, перевели на R-22, что резко увеличило его потребление. По разным оценкам нам требуется от 10 до 13 тысяч метрических тонн (мт) R-22 в год, при этом лимит, определенный Монреальским Протоколом для всех видов ГХФУ, потребляемых в России, составляет менее 1 тысячи тонн ОРП (Примерно 18 тысяч метрических тонн в год).
На данный момент потребителям и заказчикам всё ещё предлагается оборудование, работающее на R-22, во-первых, в силу отсутствия готовой к немедленному использованию альтернативы; во-вторых, по причине относительно низких цен на этот хладагент. Разработанные альтернативные смеси ГФУ (R-404a, R-407, R-410), помимо большой стоимости, имеют высокий потенциал глобального потепления, поэтому и от этих веществ в будущем придётся отказаться.
Сочетание сразу нескольких неблагоприятных факторов поставило российский рынок хладагентов в крайне тяжёлое положение. Озоноразрушающие вещества однозначно следует вывести из обращения, однако по-настоящему полноценной альтернативы для ГХФУ не существует.
О мерах государственного регулирования потребления и обращения веществ, разрушающих озоновый слой, вышло постановление Правительства Российской Федерации № 206 от 18 февраля 2022 г. В данном постановлении предоставлен перечень веществ, разрушающих озоновый слой, обращение которых подлежит государственному регулированию, а так же документы для отчетности юридического лица о произведенных, использованных, находящихся на хранении, рекуперированных, восстановленных, рециркулированных и уничтоженных веществах, разрушающих озоновый слой, обращение которых подлежит государственному регулированию.
Приглашаем слушателей на курсы:
«Сервис и техническое обслуживание систем кондиционирования работающих на природных хладагентах и замена ими озоноразрушающие фреоны и фторсодержащее парниковые газы»
«Сервис и техническое обслуживание холодильного оборудования, работающего на природных хладагентах и замена ими озоноразрушающие фреоны и фторсодержащее парниковые газы».