В связи с всё более расширяющимся «наступлением» технологических новаций в существование человеческой цивилизации количество и разнообразие устройств и систем, использующих охлаждение, как необходимую составляющую часть производств, сфер хранения и комфорта, возрастает как на дрожжах.
Великое множество «холодильных задач» приводят не только к тому, что появляется все новое и новое холодильное оборудование, морозильное и кондиционерное, но и, благодаря «творчеству» химической промышленности, мы используем различные виды хладагентов, номенклатура которых растет день ото дня. Каждый из «новорожденных» и поступающих на рынок хладагентов, «превосходит» предыдущих конкурентов, но только в той узкой области задач, для которой он разрабатывался. Следует особо подчеркнуть, что широко декларируемые «превосходства новичков» не превышают единиц процентов над холодоэффективностью традиционных хладагентов, да и то только при «узкой специализации» их использования.
Одними из первых широко используемых хладагентов при холодопроизводстве были аммиак и химические вещества, относящиеся к группе CFC (в русской транскрипции ХФУ, хлорфторуглероды). Эти хладагенты достаточно хорошо справлялись с возложенными на них задачами, невзирая на то, что холодильные агрегаты, холодильные установки для молока и другие холодильные машины по нынешним технологическим меркам сильно устарели, несмотря на свой широкий диапазон по температурным границам применения.
Но наступившее преодоление «химиками всех стран» монополии Дюпона на производство хладагентов привело к масштабным изменениям в рыночных предложениях по текущим ценам, что вызвало существенное уменьшение прибылей и изменение «глобальной хладагентной политики»: для каждой холодильной задачи – свой хладагент!
К концу ХХ века существовало некоторое устоявшееся подразделение предлагаемых хладагентов по «сферам влияния» или применения: ХФУ-хладагенты и ГХФУ-хладагенты (гидрохлорфторуглероды) Монреальский протокол поставил под «удар», что привело к сокращению выпуска и применения из-за «экологических проблем», — опасности для озонового слоя.
Более безопасные в озоновом смысле ГФУ-хладагенты (гидрофторуглероды), такие как R134a и R404А, поделили рынок хладагентов по областям применения:
- R134a пришел на смену запрещённого R12 — бытовое холодильное оборудование (бытовой холодильник), системы кондиционирования воздуха, включая автомобильные кондиционеры, и некоторые среднетемпературные промышленные холодильные установки;
- R404A и его «брат-близнец» по термодинамическим характеристикам R507 — низкотемпературное холодильное оборудование (морозильные камеры и другое морозильное оборудование), коммерческий холод предприятий торговли и хранения продуктов (холодильная камера, холодильная морозилка, холодильный танк, холодильный шкаф, витрина, прилавок и др).
- аммиак (R717), самый исторически «долгоживущий» холодильный агент промышленного применения, был и остается до сих пор «королем хладагентов» больших производственных предприятий, где «большие объёмы» холода являются неотъемлемой частью технологических процессов.
Приведенная классификация применения хладагентов далеко не полная и не учитывает всего разнообразия «холодообращения» в жизни человеческой цивилизации.
К ГФУ-хладагентам, как и следовало ожидать, за время их производства и применения накопились свои претензии:
- R134a обладает очень «мелкой» по размерам молекулой и способен проникать через микротрещины в холодильный контур гораздо легче, по сравнению с прочими собратьями, и его способность к переносу тепла из охлаждаемых объемов резко снижается, когда понижается температура кипения, которую показывает холодильный испаритель (теряет эффективность в морозильном применении);
- R404А обладает лучшей термодинамикой по сравнению с ХФУ- и ГХФУ-хладагентами, но «работоспособен» при более высокой разнице давлений между нагнетанием и всасыванием в холодильном контуре, что вызывает большую нагрузку на механизмы, когда происходит работа компрессора, и на сами холодильные контуры. Кроме того, R404А — смесевой хладагент, один из 3-х составляющих компонентов в нем «служит» R134a, что при продолжительной работе хладагента приводит к изменению его характеристик из-за возможных микроутечек (R134a первым покидает холодильный контур).
- R507 является так же смесевым хладагентом, но двухкомпонентным, без R134a, поэтому его использование возможно более практично, чем фреон R404А. Из-за близости термодинамических характеристик и схожести «химического состава» холодильные агенты R404А и R507 взаимозаменяемы и дополняемы (друг в друга) без каких-либо дополнительных переделок, которые может претерпевать холодильная установка в другом случае.
В настоящее время, под универсальным лозунгом «экологической безопасности» во всем мире активно проводится компания по ограничению к применению в холодильной и кондиционерной технике ГФУ-хладагентов (широко применяемые ныне R134a, R404А и их «одногруппники»). Оказывается, что отсутствующая или пониженная озонобезопасность этих хладагентов вовсе не гарантирует им долговременного применения из-за их высокого потенциала глобального потепления (ПГП), так как присутствие этих газов в большом количестве в атмосфере вызывает «парниковый эффект»…
И вот вместо принятия мер по совершенствованию существующих холодильных технологий, увеличению их надёжности, с целью минимизации возможных утечек и выбросов хладагентов в окружающую среду, «мировое» холодильное сообщество, не без прямого воздействия политических «агентов влияния», спонсируемых «очень заинтересованными» бизнес-кругами, принимает очередное «глобальное» решение: человечество обязано жёстко ограничить применение ГФУ-хладагентов. А во вполне обозримом будущем всем потребуется полностью отказаться от использования ГФУ-хладагентов.
Эти «ограничительные рамки» призваны склонить производителей и потребителей холода в сторону развития «экологически-чистых» холодильных технологий, которые должны использовать природные хладагенты (не синтезированные химически на производствах)… а это будет практически полная смена парка действующего холодильного оборудования, со всеми вытекающими из этого затратными для пользователей и прибыльными для производителей последствиями.
главный инженер Новиков В.В., академический советник Международной Академии Холода