Актуальна інформація з альтернативним хладагента

На 28-му Нараді Сторін Монреальського протоколу по речовинам, що руйнують озоновий шар, що проходив в Кігалі (Руанда) у жовтні 2016 року, була прийнята поправка, яка зобов'язує Сторони скоротити споживання гидрофторуглеродов (ДФУ). В якості міжнародної угоди, покликаного захищати озоновий шар, Монреальський протокол вже заборонив виробництво і споживання хлорфторугеродов (ХФВ) та інших речовин, що володіють озоноразрушающей здатністю (ОРС). В рамках Кигалийской поправки інструменти Монреальського протоколу вперше були застосовані для скорочення споживання парникових газів у рамках боротьби з глобальним потеплінням.

Поправка зобов'язує країни скорочувати споживання ДФУ-холодоагентів з високим потенціалом глобального потепління (ПГП). Наприклад, розвинені країни, такі як Японія, повинні скоротити їх споживання на 70% до 2029 році, і на 85% — до 2036-му. В якості базового рівня (100%) взято середній рівень виробництва і споживання ДФУ в 2011-2013 роках + 15% від базового рівня гидрохлорфторуглеродов (ГХФВ). Базовий рівень і цільові показники скорочення розраховуються у CO2-еквіваленті.

Перехід на холодоагенти з низьким ПГП

На сьогоднішній день основним холодоагентом в діючих кондиціонерах повітря залишається ДФУ R410A, ПГП якого дорівнює 2 088. В якості заміни пропонується ДФУ R32 c ПГП всього 675. Однак R32 — помірно горюча речовина (клас небезпеки за ASHRAE — A2L), тому його застосування у великих установках пов'язане з ризиком.

У холодильному обладнанні, якщо не брати в розрахунок системи, що використовують такі холодоагенти, як аміак, і вимагають спеціальної підготовки і сертифікації для обслуговування, відбувся перехід з негорючого ГХФВ R22 на R404A. Однак у силу високої ПГП, рівного 4 922, R404A самому потрібна заміна.

Honeywell і Chemours

Honeywell і Chemours — два виробника холодоагентів, що ведуть розробку альтернатив з низьким ПГП. Розглянемо їх останні досягнення в цій області.

У червні 2018 року компанія Honeywell представила холодоагент Solstice N41 (R466A в номенклатурі ASHRAE) з ПГП, рівним 733, як негорючою заміни R410A. Попри попередні заяви про доступність R466A до середини 2019 року, він лише в листопаді 2019 року отримав підтвердження класу небезпеки A1 (нетоксичний, негорючий) від ASHRAE. Випробування холодоагенту та оцінка їх результатів виробниками обладнання і компонентів зайняли півтора року.

Слідом за Toshiba Carrier, оголосила про перспективність R466A в якості альтернативи R410A на симпозіумі в Кобе (Японія) у 2018 році, про намір запровадити новий холодоагент в свої кондиціонери повітря заявила Midea. Китайський виробник компонентів Sanhua, відомий своїми четырехходовыми клапанами, також позитивно оцінив R466A. Однак станом на січень 2020 року цей холодоагент, як і раніше, не був широко представлений на ринку через невирішених проблем з собівартістю виробництва та інших перешкод.

Тим часом, Chemours рекомендувала для заміни R410A і R404A холодоагент XP41 (R463A) зі своєї лінійки Opteon. R463A — це негорюча гидрофторолефиновая (ГФО) суміш з ПГП = 1 377.

Холодоагент R463A пройшов випробування в Mitsubishi Electric, яка з 2019 року використовує його в конденсаторних блоках для систем холодопостачання.

В табл. 1 представлені типові альтернативні холодоагенти з низьким ПГП, області їх застосування і торгові найменування.

Крім названих вище, пропонуються й інші альтернативи. Наприклад, Chemours представила холодоагенти нового покоління для заміни використовуються в даний час. Зокрема, негорючий холодоагент XP10 (R513A) з лінійки Opteon для заміни R134a.

Інші виробники

Daikin, в додаток до R407H, пропонує використовувати R407I (ПГП = 1 337, негорючий) і знаходиться в розробці R468A (ПГП = 146, помірно горючий). В даний час йде процес отримання офіційного позначення для R468A від ASHRAE.

Холодоагент AMOLEA 1224yd від AGC з майже нульовою ОРС і ПГП менше 1 відрізняється чудовою енергоефективністю, високою тепловою та хімічною стабільністю і вкрай малим впливом на метали, смоли та еластомери.

AGC пропонує R1224yd в якості найкращого доступного варіанти для чілерів на базі компресорів відцентрового типу, електростанцій бінарного циклу, теплових насосів для утилізації тепла вихлопних газів і інших систем.

Як видно з вищесказаного, ряд альтернатив знаходиться в процесі розробки.

Модернізація діючого устаткування

В Японії працює безліч «магазинів біля будинку» таких міжнародних мереж, як Seven-Eleven, Lawson та інших. Зокрема, кількість торгових точок, які уклали договори франшизи з Seven-Eleven Japan, оцінюється в 21 000. Майже всі ці магазини перевели своє холодильне обладнання з R22 на R404A або R410A. Зараз штаб-квартира Seven-Eleven планує перевести це обладнання на R448A. У деяких магазинах такий перехід вже почався. Lawson також почала переведення холодильного обладнання на холодоагенти з низьким ПГП.

З-за високої ПГП і шкоди, що завдається навколишньому середовищу, використання традиційних холодоагентів поступово обмежується. В Японії, наприклад, різко злетіли ціни на R404A, і після заборони виробництва, який набрав чинності в 2019 році, він став важкодоступний. Виробники такого обладнання, як, наприклад, відкриті холодильні вітрини, поступово відмовляються від використання R404A і переходять на R448A або R449A. R448A — це негорюча суміш з п'яти компонентів (R32, R125, R134a, R1234yf, R1234ze) c ПГП = 1 387. Вона відрізняється більш високою енергоефективністю порівняно з R404A, що дозволяє знизити витрати на експлуатацію.

Продукцію, що використовує R448A, випускають Toshiba Carrier, Hitachi Group та інші.

На виставці FOOMA JAPAN в липні 2019 Mitsubishi Electric демонструвала використання холодоагенту XP41 (R463A) від Chemours у своєму устаткуванні, розрахованому на заправку R410A.

R463A — це суміш R32, R125, R134a, R1234yf і R744 (CO2). Вона не горить, має ПГП, рівний 1 377, і високу енергоємність, порівнянну з R410A.

Компания Daikin одной из первых перешла на использование умеренно горючего R32 для замены R410A. Она также предоставила открытый доступ к патентам, касающимся R32, что способствовало широкому распространению этого хладагента в Японии, других странах Азии и в Европе.

Daikin также предлагает негорючий хладагент R407H и проводит испытания, используя его для конверсии холодильных витрин в Японии, США и Европе.

Какие вещества и смеси станут основными хладагентами следующего поколения?

Названо множество разнообразных хладагентов, но какие из них станут основными в ближайшие годы?

В системах кондиціонування повітря стане лідером R466A або R463A?

У холодильному обладнанні варто чекати домінування R448A або 463A? Може, варто зробити ставку на розроблювальний Daikin R468A?

В сегменті потужних чілерів гонку очолить R1233zd(E), R1234ze(E) або R1224yd?

Крім синтетичних існують і природні холодоагенти, які є об'єктом дослідження можливостей їх безпечного використання. Комітети Японського товариства інженерів по холоду і повітряного кондиціонування (JSRAE) і Японської асоціації індустрії холоду і повітряного кондиціонування (JRAIA) ведуть роботу з оцінки ризиків застосування легкозаймистого вуглеводню пропану (R290) в якості холодоагенту.

На сегодняшний день в Японии лидером среди хладагентов для использования в бытовых и коммерческих кондиционерах воздуха стал R32, также получивший широкое распространение и в Европе. Однако он умеренно горюч и имеет ПГП, равный 675. В будущем потребуется разработка хладагентов с более низким ПГП (например, менее 150).

Таблица 1. Типичные альтернативные хладагенты с низким ПГП и области их применения

За матеріалами JARN