Блог

Природные хладагенты (ОРП и ПГП)

Потенциал глобального потепления (сокр. ПГП, англ. Global warming potential, GWP) — коэффициент, определяющий степень воздействия различных парниковых газов на глобальное потепление. Эффект от выброса оценивается за определённый промежуток времени. В качестве эталонного газа взят диоксид углерода (CO2), чей ПГП равен 1. Коэффициент ПГП был введён в 1997 году в Киотском протоколе.

На данный момент в Евросоюзе введен режим квот на импорт оборудования, использующего хладагенты с высоким ПГП. Под пристальным наблюдением оказалась климатическая техника, в которой для получения и отбора тепловой энергии используются фреоны R507, R404a, R134a, R410a. Это привело к появлению и распространению хладагентов с меньшим показателем потенциала глобального потепления, например R32. Этот газ ранее использовали в cоставе многокомпонентных фреонов, но после инициативы компании Daikin, он стал полноценным заменителем фреона R410a, но с лучшими показателями энергоэффективности, коэффициентом преобразования.

Озоноразрушающий потенциал фреонов ОРП  (Ozone depletion potential, ODP) – характеристика, показывающая как хладагент влияет на состояние озонового слоя относительно газа R-11 (CFC-11). По умолчанию ODP хладона R11 принимается за 1.

Потенциал разрушения озона – относительная характеристика хладагента или другого вещества. Его оценивают по структуре молекулы. Чем больше в ней атомов хлора и брома, тем выше показатель ODP. Эти молекулы более активно разрушают озон.

Наличие водорода в составе молекулы снижает озоноразрушающий потенциал хладагента. Атомы водорода начинают реагировать в нижнем слое атмосферы. Фреон не может достичь стратосферы, где находится озоновый слой.

Потенциал разрушения озонового слоя Земли для каждого вещества периодически корректируется. Ученые используют новые климатические модели, сверяют теоретические данные с практическими.

Природные хладагенты это вещества, образующиеся в природе естественным путем, а неприродные или синтетические — искусственные химические вещества, которые в природе не встречаются. Поскольку используемые в качестве хладагентов аммиак, углекислый газ и углеводороды подвергаются процедуре промышленной очистки и переработки, время от времени поднимаются споры о точности термина «природные хладагенты». Тем не менее, сегодня проводится четкое различие между веществами, чьи химические свойства и характеристики безопасности были полностью изучены, и теми хлор и фторсодержащими газами, чьи негативное воздействие на озоновый слой, вклад в глобальное потепление и угроза экологической безопасности в силу химической сложности и сравнительно непродолжительного периода использования этих веществ определены с той или иной степенью достоверности. Как следствие, ведется постоянное обсуждение проблемы использования этих газов.

Среди наиболее распространенных природных хладагентов можно назвать аммиак (NH3, R717), углекислый газ (CO2, R744) и такие углеводороды (HC), как пропан (R290), изобутан (R600a) и пропилен (R1270), известный как пропен.

Кроме того, следует отметить, чтобы была создана смесь аммиака и диметилового эфира (R723) и разнообразные углеводородные смеси, которые отличаются оптимизированными эксплуатационными свойствами и характеристиками безопасности (изобутан и пропан R441 и т.д.). Менее распространены вода и воздух, использующиеся в адсорбционных чиллерах и низкотемпературных системах. Благодаря широкой распространенности, нетоксичности, негорючести и идеальным экологическим параметрам вода и воздух стали объектом пристального внимания исследователей. Два природных хладагента (двуокись серы (SO2) и хлористый метил (CH3Cl) уже вышли из употребления.

Углеводороды (ОРП = 0, ПГП < 4)

Углеводороды не образуют побочных продуктов, продуктов распада, имеют нулевой ОРП и очень низкий ПГП. Углеводородные хладагенты можно использовать в системах, разработанных под эти вещества, либо в качестве замены в системах, предназначенных для работы на ГХФУ. Это повышает их конкурентоспособность и делает оптимальным вариантом для развивающихся стран. Перед заправкой углеводородным хладагентом систему, предназначенную для другого хладагента, при необходимости модифицируют. В этой связи необходимо учитывать вопросы совместимости смазочных материалов и воспламеняемости углеводородов. Как бы то ни было, наибольший потенциал имеют новые системы, специально разработанные для работы на углеводородных хладагентах.

Эти хладагенты горючи, но низкотоксичны и, следовательно, по классификации ASHRAE имеют индекс А3. Очень часто в отношении углеводородов применяются более жесткие требования к безопасности, ограничивающие, в частности, количество вещества, разрешенное к применению в системах, обслуживающих зоны пребывания людей.

Углеводородные хладагенты полностью совместимы практически со всеми смазочными веществами, применяемыми в холодильных и климатических системах, за исключением веществ, содержащих силиконы или силикаты (добавки, обычно используемые в качестве антивспенивателей).

Вода (ОРП = 0, ПГП = 0)

Вода (химическая формула H2O, название хладагента R718) это один из самых древних хладагентов, используемых для охлаждения. Вода или водяной пар, также называемые термином «дигидромонооксид», — одно из наиболее распространенных на Земле веществ. Вода находит разное применение: как технологическая среда при дистилляции и сушке, для теплопередачи или накопления энергии в системах центрального отопления, системах охлаждения двигателя и ледниках, как рабочая жидкость в цикле Ренкина. R718 это экологически безопасный хладагент с нулевыми ОРП и ПГП, не имеющий цвета, запаха, нетоксичный, негорючий, невзрывоопасный, легкодоступный и крайне дешевый.

На воде работают самые современные холодильные системы. В качестве хладагента ранее она применялась в основном в компрессионных чиллерах с пароструйными компрессорами, двухконтурных абсорбционных системах с бромистым литием в качестве абсорбента, а также адсорбционных системах с цеолитами в качестве адсорбента. С точки зрения экологичности и термодинамики, вода представляет собой идеальный хладагент для сфер применения с температурой выше 0°С. По сравнению с другими природными хладагентами R718 имеет более высокую скрытую теплоту парообразования: 2 270 кДж/кг. При переходе из жидкого в газообразное состояние без изменения температуры R718 поглощает очень большие количества тепловой энергии.

Применение воды ограничено ее высокой скоростью замерзания при атмосферном давлении. Кроме того, вода приводит к коррозии и окислению многих металлов. В силу высокой, по сравнению с другими хладагентами, способностью воды вступать в химические реакции при разработке систем на R718 необходимо уделять особое внимание выбору пригодных материалов.

Воздух (ОРП = 0, ПГП = 0)

Воздух это экологически безопасный, недорогой, совершенно безопасный и нетоксичный хладагент под названием R729. Проблемы разрушения озонового слоя, глобального потепления и ужесточающегося законодательства вернули интерес к альтернативным хладагентам во всем мире. Однако воздушные холодильные системы это не новое изобретение: они использовались на рефрижераторных судах еще в начале предыдущего столетия.

Воздушное охлаждение основано на обратном цикле Брайтона или Джоуля. При температурах, применяемых в типовых холодильных системах, используемый в качестве хладагента воздух не подвергается фазовому переходу (конденсации или испарению). Из-за низкого веса воздух имеет невысокий СОР, однако воздушные холодильные системы обеспечивают теплоутилизацию при относительно высоких температурах без снижения эффективности, которая наблюдается в паровых компрессионных установках. По сравнению с последними установки с воздушным циклом могут обеспечить большую разность температур между горячей и холодной сторонами. В результате становится возможным охлаждение воздуха до температур, свойственных процессам, протекающим при практически криогенных условиях.

При работе за пределами проектных значений производительность систем с воздушным циклом снижается не столь сильно, как паровых компрессионных установок. В холодильном цикле система с воздушным циклом может вырабатывать тепло.

В течение долгого времени системы с воздушным охлаждением использовались на воздушных судах. Низкий СОР здесь не является большим недостатком, поскольку воздух отвечает множеству особых условий эксплуатации воздушных судов (доступность сжатого воздуха и поддув) и жестких требований (небольшой вес, малый размер, абсолютная безопасность, нулевая токсичность и др.). Кроме того, воздух использовался как хладагент в системах кондиционирования и охлаждения жилых помещений и автомобилей. В ряде холодильных установок воздух служит для быстрого замораживания продуктов питания.

Приглашаем вас пройти обучение по направлениям:

Подробнее вы можете ознакомиться на курсах:

ХП1 – Ремонт и обслуживание холодильного оборудования

Обучение по ремонту холодильников необходимо для тех, кто хочет научиться производить ремонт не только бытовых холодильников

ХП3 – Ремонт и сервисное обслуживание холодильного оборудования

Данные курсы в первую очередь будут полезны для сотрудников сервисных служб и рабочего персонала, связанного с холодильным оборудованием

ПХ2 - Сервис и техническое обслуживание холодильного оборудования, работающего на природных хладагентах

Курс предназначен для специалистов с опытом ремонта бытового и полупромышленного холодильного оборудования. По итогу обучения вы получите удостоверение установленного образца, который дает разрешение на обслуживание данных холодильных установок.

Подробнее о датах практических занятий Вы можете узнать в  разделе Расписание.

Источник http://www.ozoneprogram.ru/biblioteka/publikacii/o_hladagentah/

Оставьте комментарий
captcha
О НАС

Подготовка специалистов для климатического, холодильного и строительного бизнеса.

ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Для тех, кто заинтересован регулярно (не чаще 1 раза в 2 недели) получать наши новостные рассылки