Оборудование Emerson Climate Technologies для работы с хладагентами на базе ГФО и их смесей

Что такое ГФО. Классификация

ГФО или гидрофторолефины считаются отдельным, отличным от традиционных ГФУ, классом хладагентов. Отличие заключается в том, что традиционные фреоны представляют собой фторсодержащие насыщенные алифатические углеводороды (алканы), в то время как ГФО — ациклические непредельные углеводороды (олефины). Смеси ГФО, как хладагенты с очень низким ПГП, являются одним из способов решения проблем, связанных с уходом с рынка ГФУ, причем решением долговременным. Наиболее широко в настоящее время используются в холодильных системах хладагенты R404A, R507, R134a (R134a также и в больших чиллерах). ГФО и смеси на их основе являются отличной заменой вышеперечисленным ГФУ, а также очевидной альтернативой натуральным хладагентам, таким как горючие и взрывоопасные углеводороды или CO₂ с его высоким давлением.

Чистые ГФО. Вопросы безопасности

В отличие от смесей ГФО, практически все чистые ГФО горючи. ASHRAE присвоила им класс опасности A2L (см. таблицу 1), между А1 и А2, (где A = малотоксичен, а 2L = трудновоспламеняемые). Предел допустимого воздействия составляет >400 ppm с малой вероятностью отравления. Для воспламенения требуется концентрация более 100 г/м³ (на практике, как правило, более 300 г/м³). Удельная теплота сгорания составляет менее 19000 кДж/кг. Скорость распространения пламени низкая — менее 10 см/c и, как правило, для воспламенения необходимы особые условия.

На практике низкая скорость распространения пламени означает, что смесь воздуха c хладагентом не взорвется, а лишь воспламенится при зажигании (в том числе и от искры), что требует менее строгих правил для его использования.

Помимо горючести, опасность для человека представляет и то, что ГФО, несмотря на малую токсичность, непригодны для дыхания (являются асфиксантами). При этом они тяжелее воздуха, бесцветны и не имеют запаха. Поэтому очень важно обеспечить вентилирование рабочего места, особенно, если хладагент используется ниже уровня земли (например, в подвалах).

Следует избегать прямого контакта с жидким хладагентом. Температура испарения, например HFO-1234yf, при атмосферном давлении составляет -30°C. Хладагент может повредить кожу, глаза и дыхательные пути. Для работы с хладагентом необходимы защитная одежда, перчатки и очки.

Чистые ГФО. Законодательство

Согласно принятой ООН классификации опасных грузов абсолютному большинству ГФО присвоен класс 2.1 и номер UN-161, соответствующий горючим газам. Следовательно, на ГФО распространяются все международные и региональные требования и нормы, касающиеся транспортировки и хранения данной категории опасных грузов.

В странах ЕС действует стандарт EN 378 «Требования безопасности и охраны окружающей среды для холодильных установок и тепловых насосов». В действующей редакции данного стандарта пока отсутствует класс A2L, и на ГФО распространяются требования к веществам класса А2 — малотоксичные, воспламеняющиеся, однако, судя по всему, уже в следующей редакции ГФО и ряд других новых хладагентов будут выделены в отдельную подкатегорию. Во всяком случае производители хладагентов, не буду называть эти компании поименно, прилагают к этому большие лоббистские усилия.

С точки зрения Директивы ЕС 97/23/EC (PED), касающейся оборудования, работающего под давлением, ГФО относятся к группе II (безопасные), в то время как большинство традиционных хладагентов — к группе I (опасные).

Законодательство Таможенного союза и Российской Федерации также готовится к изменениям. По инициативе Минпромторга РФ начата работа по разработке национальных стандартов Российской Федерации в части использования в новом холодильном оборудовании озонобезопасных веществ и гармонизации с европейскими стандартами. В августе 2015 г ГОСТ EN 378 «Установки холодильные и тепловые насосы. Требования безопасности и охраны окружающей среды. Части 1, 2, 3, 4» принят Ростехнадзором. Дата вступления стандарта в силу — 1 февраля 2016 г. Также 1 февраля 2016 г вступит в силу ГОСТ 32968-2014 «Оборудование холодильное. Агенты холодильные. Требования по применению и извлечению».

Комплектное решение от Emerson Climate Technologies

На первый взгляд Emerson имеет все необходимое, и компрессоры, и холодильную автоматику (рис.1), чтобы обеспечить комплектное решение при использовании в качестве хладагентов ГФО и их смесей. Emerson Climate Technologies возможно первым из производителей холодильной автоматики выпустил в открытый доступ Руководство по подбору компонентов Alco Controls для новых хладагентов, обладающих низким ПГП (GWP), таких как: R450A, R513A, R448A, R449A, R1234ze. Руководство слишком объемное, чтобы пытаться излагать его в рамках журнальной статьи, но все желающие могут получить его, обратившись к представителям Emerson Climate Technologies в своей стране.

рис.1.Обложка руководства

Это руководство необходимо прочесть всем тем, кто собирается использовать ГФО на практике, поскольку при использовании автоматики в системах с ГФО имеются важные особенности и нюансы, которые необходимо учитывать при проектировании системы или замене хладагента. В частности, сильно меняются номинальные производительности. В качестве примера в табл.2 приведем электромагнитные клапаны и ТРВ:

В руководстве имеются рекомендации как по подбору новых, так и по подстройке существующих ТРВ. Помимо выпуска нового руководства будет обновлено и программное обеспечение:

• в программу подбора холодильной автоматики Navigator новые хладагенты будут добавлены в январе 2016 г;
• в программу подбора Select в части подбора холодильной автоматики новые хладагенты будут добавлены в январе/феврале 2016 г;
• программное обеспечение контроллеров серий ЕС3-х и EХD-SH1/2 будет обновлено в феврале 2016 г.

рис.2 Холодильная автоматика Alco Controls для работы на ГФО и их смесях

К работе с новыми хладагентами с низким ПГП уже давно готовы наши компрессоры Copeland, как поршневые полугерметичные, так и спиральные, которые представлены ниже в табл.3 и 4.

К 2030 г потребление ГФУ в ЕС будет снижено почти на 80%. Промышленность и потребители должны будут перейти на хладагенты с более низким потенциалом глобального потепления. Даже в кондиционерах автомобилей европейского производства исчезнет привычный R134a. Изменится и холодильная техника, которую мы покупаем в странах ЕС, и технические решения, которые принесут на наш рынок крупные европейские игроки. Будучи первоначально обкатаны в Европе, эти решения постепенно станут стандартом и для нас. А натуральные хладагенты, к сожалению, или горючи, или токсичны, или эксплуатируются при высоком давлении. Удачным и при этом долговременным решением являются хладагенты на основе смесей ГФО, а Emerson Climate Technologies имеет уже сейчас все необходимое для создания комплектных холодильных систем на их основе.

Emerson.com