 Мы часто слышим, что мир газовых хладагентов движется в новых направлениях. В действительности, первыми газами-хладагентами, использованными в секторе кондиционирования и охлаждения, были именно те газы, которые сегодня считаются неопределенными: аммиак, углекислый газ, углеводороды. Давайте попробуем посмотреть, как все происходило.
Химия газообразных хладагентов всегда находилась в центре внимания в секторах холодильного оборудования и кондиционирования воздуха. Первые синтетические газы-хладагенты обладали хорошими термодинамическими свойствами, но оказывали негативное воздействие на озоновый слой, также известный как «озоновая дыра». Еще один фактор газового риска касается глобального потепления (парникового эффекта). Возврат к природным газам-хладагентам, таким как пропан, аммиак и углекислый газ, поднимает важные вопросы с точки зрения безопасности.
Мы все знаем, что в то время, когда холодильное оборудование и кондиционирование воздуха стали широко востребованы, крупные химические компании искали менее опасные и сложные в управлении решения, чем те газы, молекулы которых были доступны в природе. Пропан, изобутан, CO2, NH3 фактически позволили получить характеристики, необходимые для холодильного цикла, но методы решения проблем, характерных для этих газов, оставались деликатными: в первую очередь, воспламеняемость, затем токсичность в случае аммиака, хотя уравновешивается его охлаждающим качеством. Давайте не будем забывать, что газы-хладагенты не производят холод, а удаляют калории из окружающей среды, нагреваясь: это означает, что некоторые из этих газов на основе молекул, присутствующих в природе, идеально подходят для выполнения этой работы, и они делают это благодаря чрезвычайно интересным свойств, но, как мы только что сказали, характеризуются еще и рисками. В результате возникли синтетические газы, продукт прикладных научных исследований крупных транснациональных групп, интересное явление с технической точки зрения, поскольку это были продукты-заменители с холодильными свойствами, даже превосходящими таковые у так называемых природных газов, но они в значительной степени снизили риск, который создают для технического специалиста характеристики CO2, NH3 и т.д. Это, безусловно, долгожданное решение. В эпоху, когда химическая промышленность произвела значительную революцию во многих промышленных секторах и производственных цепочках, давайте подумаем только о сельском хозяйстве и животноводстве, которым принесли пользу пестициды и другие вещества, созданные крупными международными химическими группами. Отрадная ситуация в эпоху экономического и демографического бума, когда все больше и больше людей хотят иметь дома холодильник, а затем охладитель воздуха в самых жарких комнатах своей квартиры, чтобы они могли спать летом.
Охлаждение и кондиционирование воздуха
Распространение холодильного оборудования и кондиционирования воздуха шло параллельно с распространением благосостояния, а промышленная доступность этих газов поддерживала и поощряла его: идея поставить на кухне прибор, «не несущий риска» воспламеняемости или токсичности, приносила удовлетворение. целое поколение в промышленно развитых странах, а затем каскадом распространился даже на страны, наиболее подверженные влиянию модели массового производства. Это была эпоха, когда зародились супермаркеты, и они полностью изменили способ приобретения не только потребительских товаров в целом, но прежде всего продуктов питания, потому что та холодная цепь, которая когда-то составляла нулевой километр, ужасно удлинилась. Кондиционер был символом статуса, и тот, кто управлял этими элементами, был «новым» техническим специалистом, очень близким к другим предметам, таким как водопроводчик и электрик, но со своим собственным опытом: в холодильном цикле и газообразном хладагенте. Но, как и все инновации, эта также имела свои преимущества и издержки, прежде всего экологические: со временем было обнаружено, что эти запатентованные химические вещества эффективны с точки зрения эффективности охлаждения, а также имеют решающее значение для безопасности.
Истощение озонового слоя
В начале 1990-х годов у ученых-климатологов возникли все более обеспокоенные наблюдения о влиянии этих синтетических газов-хладагентов, образующих дыру (истончение) в озоновом слое, составляющем озоновый слой, - первый климатический тревожный звоночек, который позволил измерить как первое поколение синтетических газов могло также нанести вред окружающей среде. CFC и хлорфторуглероды были запрещены, запрещены и заменены новым поколением HCFC или гидрохлорфторуглеродов, оказывающими меньшее воздействие и в любом случае способными обеспечить интересные характеристики охлаждения с технической точки зрения, а также удовлетворительные с точки зрения потребления электроэнергии, необходимой для получения охлаждения, сохраняя производительность. Но у этого второго поколения хладагентов были и свои недостатки: HCFC своими формулами также повлияли на развитие области озоновых дыр в атмосфере. Деликатная тема, которая в течение многих лет освещалась в средствах массовой информации справедливо паникёрским тоном, что привело к появлению сначала Монреальского протокола (1987 г.), затем Киотского протокола (1997 г.) и всё более ограничительных процедур относительно возможности использования хладагентов для из-за которого было придумано выражение «климаимпатанти».
Хладагентные газы с парниковым эффектом: «парниковые газы»
Как только проблема озоноразрушающих веществ была решена, в игру вступила вторая глава: способность газов-хладагентов, однажды выброшенных в атмосферу, способствовать глобальному потеплению, мантра, которая была с нами более двадцати лет и которая ставит выживание человека на планете. Газы, в том числе гидрохлорфторированные газы, оказались под пристальным вниманием законодателей, которые, учитывая консенсус научного сообщества по этому вопросу, потребовали дальнейших технологических усилий с помощью Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу (2016 г.), на что промышленность отреагировала с новым поколением синтетических газов, HFC, гидрофторуглеродов.
Тепловые насосы уже на подходе
На самом развитом рынке, на котором мы находимся, произошла еще одна «технологическая революция» — распространение тепловых насосов для систем отопления и охлаждения, что привело к огромному расширению базы использования холодильного оборудования, составив сначала конкуренцию, а затем заменив мир старых котлов и наряду с конденсационными котлами в гибридных системах. Таким образом, увеличится количество потребителей газа, которые, тем не менее, все еще находились под пристальным вниманием ученых и законодателей. Глобальное потепление не дает передышки, и Европейский Союз хочет подать хороший пример в отношении этой проблемы с помощью все более строгих правил использования веществ, которые приводят к повышению температуры воздуха: это правда, что неосведомленные (а иногда и виновные) выброс хладагентов из контуров привел к образованию в атмосфере тысяч тонн эквивалента CO2, поэтому внимание к использованию газов-хладагентов с высоким индексом нагрева стало неравномерным. Сегодня мы сталкиваемся с новой попыткой крупных транснациональных производственных компаний остаться на рынке хладагентов: мир гидрофторолефинов (HFO) пытается остаться в этой области, но регулирующее давление в Европе сейчас приближается к ситуации, в которой мы вернется к очень широкому использованию традиционных хладагентов, незапатентованных молекул, газов, которые время от времени мы слышим, как альтернативные, натуральные, традиционные.
Возвращение к природным газам
Таким образом, мы вернулись – от лабораторных исследований – к открытию или повторному открытию охлаждающих свойств таких жидкостей, как пропан, углекислый газ, аммиак, о которых никогда не забывали специалисты по качеству, но часто упускали из виду те, кто – справедливо – имел дело с более простыми системами, которые они предпочитали для холодильных решений, соответствующие простоте системы. Направление этой трансформации, конечно, необратимо, никто из нас никоим образом не может исключить себя из этого пути, но трудности использования традиционных газов остаются: как физические (вспомним о критической точке углекислого газа и ее последствиях для эффективное использование этого газа) и безопасность. Это означает, что те, кто занимается холодильным циклом, еще более профессиональны, еще более подготовлены и еще более оснащены, потому что, если это правда, что на местах была проделана большая работа по эффективности и безопасности, именно человек снова имеет дело с газами, которые воспламеняются, отравляют, удушают. И это требует внимания.
Первый индекс воздействия на климат
Борьба за сдерживание распространения озоновой дыры была первой из основных климатических проблем, которыми должен был заняться научный мир. В 1983 году американский ученый Дональд Вуэбблс предложил индекс для оценки воздействия хлорфторуглеродов на озон и структурировал потенциал разрушения озона, рассчитанный с учетом потенциального ущерба озоносфере, вызванного выбросом равной массы трихлорфторметана, «мифический» R-11 или фреон 11, который уже много лет широко используется в качестве эталонного хладагента во многих системах и приложениях. Таким образом, индекс воздействия хлорфторуглеродов на озоновый фронт высок, а гидрохлорфторуглеродов ниже. Индекс ODP был важным ориентиром до тех пор, пока использовались хладагенты, содержащие атомы хлора в базовой молекуле: его исключение из молекулы при генерации HFC привело к потере смысла индекса, поскольку хладагенты больше не содержали озоноразрушающих молекул, но по-прежнему используется для описания воздействия хладагентов старого поколения, которые все еще часто используются в очень устаревших системах или в странах с менее строгими правилами защиты окружающей среды.
Поэтому важно, заменять устаревший агрегат холодильный на современный с точки зрения экологичности и безопасности.
GWP и эквиваленты тонн CO2: хладагенты и глобальное потепление
На сегодняшний день основным предметом обсуждения является вклад в повышение температуры, который производят такие вещества, как синтетические хладагенты, при выбросе в атмосферу. Проблема определена довольно легко читаемо: потепление, вызванное молекулой углекислого газа, указывается как единица измерения потенциала глобального потепления или Global Warming Potential. Эта единица измерения позволяет рассчитать, сколько «весит» газообразный хладагент, выбрасываемый в атмосферу, в тоннах эквивалента углекислого газа за период в 100 лет. Напоминаем для большей ясности, что нынешний акцент на возврате к традиционным хладагентам принципиально определяется тем, что три основных традиционных хладагента, углекислый газ, пропан и аммиак, имеют индекс GWP 1, 3 и 0 соответственно, а еще один из самых распространенных хладагентов, использовавшийся до недавнего времени, R410a имеет индекс 2088, а R32, особенно используемый в последнее время в системах кондиционирования воздуха, имеет GWP 675. GWP стал ключевым словом в работе каждого монтажника и останется таковым до тех пор, пока поскольку экологический переход не приведет к тому, что подавляющее большинство предприятий снова перейдут на традиционные хладагенты.
|
