Аммиак (R717) уже более 100 лет используется во многих странах в качестве хладагента в крупных холодильных установках для пищевой и других отраслей промышленности.
Прекрасные термодинамические свойства, озонобезопасность, нулевой потенциал глобального потепления и дешевизна позволяют рассматривать аммиак, как перспективный хладагент для применения не только в промышленном охлаждении, но и в установках полупромышленного назначения, а также в системах кондиционирования воздуха.
По оценке, приведенной в марте 2023 года Интернет-порталом Refrigeration World, холодильное оборудование и системы кондиционирования воздуха потребляют около 20% всей производимой в мире электроэнергии, производя примерно 8% мировых парниковых выбросов.
Новое исследование показало, что каскадный тепловой насос «воздух-вода», использующий смесь природных хладагентов CO2 и бутана (соответственно, R744 и R600) в нижнем каскаде и смесь CO2 и пентана (R601) в верхнем каскаде, способен демонстрировать коэффициент производительности (COP), равный 4,5, и нагревать воду выше 100°C.
Объем мирового рынка промышленных холодильных установок вырастет с $20,17 млрд в 2022 году до $31,62 млрд к 2032 году при совокупном годовом темпе роста (CAGR) 4,6%, суммарный рост составит 56,8%. Такие данные приводятся в исследовании Spherical Insights.
Согласно Докладу о глобальном состоянии зданий и сооружений за 2021 год, подготовленному Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), на здания приходится 36% мирового потребления энергии и 37% выбросов CO2, связанных с энергообеспечением. Энергопотребление, связанное с эксплуатацией зданий, является причиной до 27% выбросов CO2 при производстве энергии. Таким образом, доля зданий в общем объеме парниковых выбросов весьма велика.
Рынок чиллеров, переживший негативные последствия пандемии COVID-19 в 2020 году, сейчас, когда вакцинация развернута в глобальном масштабе, открываются границы, возобновляется туризм, и понемногу восстанавливается экономика, демонстрирует положительную динамику. Даже в Юго-Восточной Азии, рынок которой больше других пострадал в 2020 году, возобновились крупномасштабные строительные проекты, которые почти год пробыли в замороженном состоянии. Спрос на оборудование для кондиционирования воздуха, в том числе и на чиллеры, начал восстанавливаться. Однако различия в методах борьбы с распространением пандемии привела к значительной разнице в состоянии национальных экономик разных стран и сильной неравномерности темпов роста основных рынков чиллеров в 2021 году. Многие страны всё еще не справились с пандемией, и там наблюдается дефицит рабочей силы, из-за чего многие крупные проекты до сих пор не могут быть реализованы вовремя.
В 2021 году развитым странам, таким как США, Япония и государства Европы, удалось до определённой степени обуздать пандемию, что позволило осуществить перезапуск мировой экономики. Инвестиционный застой 2020 года в сегменте холодильного оборудования в 2021 году сменился стремительным взлётом. Резко выросли инвестиции в коммерческое холодильное оборудование не только для супермаркетов и небольших продовольственных магазинов, но и для гостиниц, ресторанов и кафе, кроме того, быстро восстановился спрос на технику для оснащения холодильной цепи, обеспечивающей доставку продуктов питания до конечного потребителя.
В статье Дейв Ричардс, директор Climalife по продажам в Великобритании, рассказывает о хладагентах, которые можно использовать в чиллерах с учетом сегодняшних требований к отказу от рабочих веществ с высоким ПГП.
Холодильное оборудование для пищевых производств, имеющее ряд специфических особенностей, тем не менее развивается в общем русле тенденций, характерных для всего рынка холодильного оборудования.
В настоящее время в сфере энергетики, к которой относится и холодильная техника, стоят две приоритетные и очень важные задачи: энергоэффективность и минимальное отрицательное воздействие на окружающую среду.
Принимая решение, какой хладагент использовать в той или иной холодильной установке или кондиционере, важную роль играют такие критерии как безопасность, издержки и охрана окружающей среды. В связи с постоянным ростом цен на энергоносители, всё большую роль играет также потребление оборудованием электроэнергии. В идеале используемый хладагент должен обладать превосходными термодинамическими характеристиками, высокой химической стабильностью и хорошими физическими свойствами. Кроме того, он не должен влиять на окружающую среду, или его влияние на неё должно быть минимальным. Также хладагент должен быть доступен повсеместно по низкой цене.
Продовольственное агентство обороны (DeCA) в настоящее время заведует магазином в 117000 квадратных футов в Сан-Антонио, штат Техас. Магазин расположен в районе службы сообщества Lackland войсковой базы в окружении других розничных магазинов, банков, школ и домов. Предыдущая система охлаждения, содержащая более 7000 фунтов R-404A-парникового газа (смесь хладагентов с потенциалом глобального потепления (ПГП) 3,922), была установлена более 13 лет тому назад и ее уже необходимо было заменить.
Изменение климата, парниковый эффект и глобальное потепление – в ХХI веке, пожалуй, нет другой такой вездесущей темы, по которой идут столь горячие дискуссии. Убежденные скептики идеи изменения климата по вине человека ссылаются на разные эры исторической геологии, во время которых Земля нагревалась и охлаждалась без нашего участия. Будущее изменение климата они также, разумеется, условно рассматривают под призмой меняющейся эллиптической орбиты вращения Земли вокруг Солнца.
Новинка из Южной Африки: компания Pam Refrigeration установила бортовой морозильный аппарат на новом траулере для ловли тунца. Он оборудован восемью резервуарами, которые последовательно заполняются морской водой с добавлением соли для снижения температуры замерзания.
Компания United States Cold Storage (USCS) инвестирует в передовые аммиачно-углекислотные каскадные системы охлаждения, подтвердившие свою безопасность в эксплуатации и простоту в обслуживании по сравнению с обычными двух- или одноступенчатыми аммиачными системами охлаждения. На сегодняшний день уже более четверти холодильных складов USCS, в том числе недавно расширенный склад во Фресно, охлаждаются аммиачно-углекислотными системами.
В 2007 году на 19-м совещании Сторон Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, было принято решение об ускорении темпов отказа от производства и потребления ГХФУ в развивающихся странах (так называемых странах Статьи 5). Сегодня эти вещества применяются преимущественно в холодильном и климатическом оборудовании, а также при производстве пеноматериалов. Ожидается, что к 2030 году экономический рост утроит спрос на хладагенты и вспениватели, поэтому при выборе альтернатив следует принять во внимание вопросы защиты озонового слоя и климата.
Химическая, нефтехимическая и фармацевтическая отрасли часто испытывают необходимость в точном поддержании низких температур в ходе тех или иных процессов. Выполнить эти строгие требования позволяют крупномасштабные холодильные установки.
Углеводороды могут использоваться в традиционных автомобильных системах кондиционирования, а с целью повышения безопасности — в системах с вторичным контуром. В Северной Америке углеводородные хладагенты заменили ХФУ-12 приблизительно в 5 миллионах автомобилей. Несмотря на отсутствие каких-либо ограничений, программа SNAP не относит горючие углеводородные смеси к числу приемлемых замен.
В связи с особым вниманием к проблеме воспламеняемости долгое время США оставались единственным крупным рынком, где отсутствовали популярные в других странах технологии. Ситуация кардинально изменилась в 2011 году, когда в рамках программы SNAP Агентство по охране окружающей среды признало три углеводородных хладагента (R290, R600a и R441a (смесь углеводородов, известная под названием HCR188C)) приемлемыми заменителями для использования в бытовых, малых коммерческих и автономных холодильниках и морозильниках.
В Канаде, Мексике и США природные хладагенты распространены весьма широко. Используя «экосистемный» подход, можно выделить четыре ключевые области использования природных хладагентов: транспорт, города и здания, продовольственное снабжение, промышленность и особые сферы применения. Конечно, этот перечень не полон, однако он позволяет получить представление о технологиях, связанных с использованием аммиака, диоксида углерода, углеводородов и воды.
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.