Чем заменить R410A?

Выбор экологически безопасной альтернативы традиционным хладагентам для использования в холодильном оборудовании и системах кондиционирования представляет собой непростую задачу. Наиболее разумным представляется подбирать определенный хладагент для каждого конкретного типа оборудования. Однако и здесь придется столкнуться с определенными трудностями. Дело в том, что для некоторых областей применения сейчас предлагается не одно, а несколько веществ. Так, заменой использующегося в чиллерах гидрофторуглерода R134а призваны служить как минимум два вещества, относящихся к так называемым гидрофторолефинам (ГФО) — R1234ze и R1233zd.

В коммерческом холодильном оборудовании, например в холодильных витринах супермаркетов, сейчас практически повсеместно используется ГФУ R404А. Однако из-за высокого потенциала глобального потепления (ПГП) это вещество предлагается убрать из обращения. Агентство экологических расследований США (EIA) обратилось к Агентству по защите окружающей среды (EPA) с инициативой запретить R404А с 2017 года. В качестве альтернативы предлагаются хладагенты R448A, R449A, R452A и ряд других.

Альтернативы R410A

В настоящее время в кондиционерах воздуха чаще всего применяется хладагент R410A. Однако из-за высокого ПГП, равного примерно 2090, это вещество должно уйти с рынка. В качестве альтернатив предлагается множество хладагентов как природного происхождения, таких как диоксид углерода, аммиак и пропан, так и разработанных в лабораториях химических концернов. Компания Honeywell создала несколько хладагентов, предназначенных для замены R410A. Среди них смесь гидрофторолефинов R447A, получившая коммерческое наименование Solstice L 41. ПГП этого хладагента равен 572. В октябре 2015 года подразделение химического синтеза DuPont, преобразованное в компанию Chemours, выпустило хладагент Opteon XL55, также известный под обозначением DR 55.

Результаты испытаний DR 55

Согласно опубликованным данным, непосредственная замена R410A хладагентом DR 55 в крышных кондиционерах, работающих при высокой наружной температуре, приводит к росту показателей энергоэффективности и производительности (EER и COP) на 5%.

Такое испытание было проведено в Центре исследований и разработок компании Lennox, расположенном в городе Карроллтон, штат Техас. Оно было частью программы изучения альтернативных хладагентов с низким ПГП, организованной Институтом кондиционирования, отопления и холодильных систем (AHRI). Для испытаний использовался полупромышленный крышный кондиционер производительностью 5 холодильных тонн (17,6 кВт).

DR 55 представляет собой смесь хладагентов R32, R125 и R1234yf, ПГП которой равен 675. Испытания показали, что этот хладагент отличается более низкой температурой нагнетания и меньшей воспламеняемостью, чем R32.

При наружной температуре 52°С температура нагнетания R410A была равна 97°С, а DR 55–110°С.

Испытания R32 при высокой температуре наружного воздуха

В Японии в большинстве бытовых кондиционеров воздуха сегодня вместо R410A используется R32. Однако за пределами Японии этот хладагент пока не слишком распространен. В США Агентство по охране окружающей среды (EPA) запретило применять R32 в сплит-системах. В то же время в странах Европы и Азии делаются попытки внедрения этого хладагента, отличающегося сравнительно высокой огнеопасностью.

В сентябре 2015 года компания Daikin расширила действующую с 2011 года программу по предоставлению компаниям из развивающихся стран доступа к своим патентам. Теперь для компаний всего мира открыт бесплатный доступ к 93 патентам, касающимся оборудования, работающего на R32. Это позволит производителям использовать технологии Daikin для выпуска систем кондиционирования, холодильного оборудования и тепловых насосов на R32, что должно способствовать повсеместному распространению этого хладагента в качестве альтернативы использующимся до сих пор веществам с высоким ПГП.

Инициатива Daikin призвана не только способствовать глобальному сокращению парниковых выбросов, одна из ее задач — убедить EPA отменить запрет на использование R32 в сплит-системах. Что касается моноблочных устройств на R32, таких как автономные местные кондиционеры (PTAC), то их производством в США собирается заняться принадлежащая Daikin компания Goodman. Действия Daikin не остались незамеченными — на встрече с представителями бизнеса, прошедшей 15 октября 2015 года в Белом доме, Президент США Барак Обама отметил вклад компании в борьбу с глобальным изменением климата.

R32 также испытывался в рамках программы Института кондиционирования, отопления и холодильных систем (AHRI). Кроме того, сравнение характеристик оборудования, заправленного R410A и R32, проведенное компанией Zamil Air Conditioners (Саудовская Аравия), показало, что R32 позволяет добиться более высокой производительности при высокой температуре наружного воздуха.

Для сравнения использовались стандартный спиральный компрессор Copeland, рассчитанный на работу с R410A, и прототип компрессора для R32. Прототип отличался чуть более крупными габаритами, при этом объем заправки хладагента у него был на 12% меньше, однако для работы с R32 требовалось на 34% больше смазки.

Повышение температуры наружного воздуха привело к снижению производительности компрессоров, работающих как на R32, так и на R410A, но при этом коэффициент производительности у устройства на R32 остается на 16% выше, а показатель энергоэффективности (EER) — больше на 10%.

Недостатком R32 является более высокая температура нагнетания. При температуре наружного воздуха 55°С разница температур нагнетания для R32 и R410A составляет 24,4°С. Однако при использовании в качестве смазки полиэфирных масел (POE) повышение температуры нагнетания практически не влияет на работу компрессора.

Конференция AHRI по программе изучения альтернативных хладагентов с низким ПГП

Институт кондиционирования, отопления и холодильных систем (AHRI) представит итоги второго этапа программы изучения альтернативных хладагентов с низким ПГП на конференции, которая пройдет в Орландо, штат Флорида, США.

На конференции о результатах изучения различных хладагентов, в числе которых DR 55 и R32, расскажут производители и исследователи из США и других стран.

Ожидается, что эта конференция приблизит климатическую и холодильную отрасли к ответу на вопрос, какой же хладагент придет на смену R410A.