Поговорим про холодильные агенты. Они же хладагенты, они же фреоны. Что это, зачем нужны и как применялись в разное время.
Даем прогноз на дальнейшее развитие ситуации с хладагентами. Поэтапно описываем сложности, с которыми сталкивались и сталкиваются специалисты при производстве и проектировании холодильных установок. Материал носит ознакомительный характер и будет интересен как холодильным специалистам, так и конечным пользователям.
Рынок холодильного оборудования сильно перестраивается. Меняется законодательство, мировая политическая обстановка и требования заказчиков. Прямо или косвенно всё это задает тон и направление рынка.
На законодательном уровне произошли изменения в правилах использования хладагентов. В силу вступило несколько важных документов:
- принятие Монреальского протокола запретило использование озоноразрушающих веществ (документ)
- подписание Киотского протокола Россией запретило использование парниковых газов (документ)
- постепенное вступление в силу Кигалийской поправки вынуждает сокращать производство ГФУ и полностью перестраивать нашу отрасль в настоящее время (документ)
Мы прикрепили полные официальные тексты документов на русском языке для ознакомления.
Все эти инициативы изменили развитие многих отраслей и напрямую коснулись нашей.
Изменения заставляют холодильных инженеров постоянно обучаться и применять новые знания на объектах.
Например, наши сотрудники регулярно проходят обучения и получают опыт как на российских площадках, так и обмениваются опытом с зарубежными коллегами. Это помогает нам внедрять инновационные технологии в холодостроении, подстраиваться под изменения отрасли и конечно же гордиться своими объектами.
Хладагент – рабочее вещество, используемое в холодильной установке для поглощения и отдачи тепла. Переносит тепло от охлаждаемого объекта к источнику высокопотенциальной теплоты (например, к воздуху).
Таким образом, функция хладагента идентична функции крови в организме.
Принято выделять три группы хладагентов. Они классифицируются по влиянию на озоновый слой Земли.
- Хлорфторуглероды (ХФУ, английская аббревиатура CFC).
К этой группе относятся: R-11, R-12, R-13, R-111, R-112, R-113, R-113а, R-114, R-115.
Накапливаются в верхних слоях атмосферы и истончают озоновый слой. Производство и использование данных веществ запрещено
- Хлорфторуглеводороды (ГХФУ, английская аббревиатура HCFC)
К этой группе относятся: R-21, R-22, R-31, R-121, R-122, R-123, R-124, R-131, R-132, R-133, R-141, R-142в, R-151, R-221, R-222, R-223, R-224, R-225, R-231, R-232, R-233.
Вызывают слабое истощение озонового слоя. Производство и потребление данных фреонов ограниченно.
- Фторуглеводороды (ГФУ, английская аббревиатура HFC).
К этой группе относятся: R-23, R-32, R-41, R-125, R-134, R-143, R-152, R-161, R-227, R-236, R-245, R-254.
Безопасные хладагенты, для части из них использование разрешено, но потребление сокращается с принятием Кигалийской поправки.
Историческая справка о применении
В бытовом, малом и среднем холоде были распространены хладагенты хлорфтоуглероды (ХФУ) и гидрофторуглероды (ГФХУ). В крупном промышленном секторе – аммиак. Но он агрессивен к меди и медным сплавам. Использовалась только стальная арматура и трубопроводы.
Часто применялись схемы с промежуточным хладоносителем хлорида кальция (CaCl2). Он обладает хорошими теплофизическими свойствами, но чрезвычайно коррозионно активен.
Инженеры использовали наработанные десятилетиями стандартные технические решения. Специалистам практически не требовалось проходить переподготовку. Никаких иных радикальных изменений не происходило.
В это время появились электронные контроллеры и системы управления на базе программируемых логических контроллерах (ПЛК).
Винтовые компрессоры с объемной производительностью более 1000 м3/час возникли тогда же. Они позволили расширить зону применения фреонового оборудования.
В это время происходил активный переход с ХФУ и частично ГХФУ хладонов на ГФУ. Законодательство запретило использование хладонов типа R12, R13, R502, и т.п. Они больше не используются.
Это потребовало коренной перестройки отрасли. Новые хладагенты были не совместимы с минеральным маслом. Для ГХФУ применяли алкилбензольные масла и полусинтетические. Для ГФУ были синтетические масла.
Новые установки проектировались на ГФУ, а старые модернизировались. Это требовало дополнительных действий от специалистов:
Производители проектировали вновь строящиеся холодильные системы на ГФУ или на аммиаке, но были исключения в виде использования ГХФУ R22.
Крупные предприятия и большие склады при этом использовали в качестве хладагента аммиак. В связи с тем, что в России действовали строгие правила безопасности для опасных производственных объектов с аммиаком, многие предпочитали переходить на фреоны.
Для промежуточных хладоносителей стали активно применять водные растворы этилен- и пропиленгликоля. Этиленгликоль ядовит, а пропиленгликоль является разрешённой пищевой добавкой. Поэтому пропиленгликоль получил широкое распространение на предприятиях, связанных с переработкой, хранением, производством продуктов питания и в области фармацевтики.
До 2019 года в холодильной отрасли установилось определённое равновесие.
В новых холодильных системах использовали ГФУ хладоны или аммиак. Наблюдалось чёткое структурирование по температурным диапазонам и областям применения.