Диоксид углерода (СО2) – дешевое нетоксичное, негорючее и практически экологически чистое вещество (ОРП = 0, ПГП = 1). Его преимущества: низкая цена, простое обслуживание, совместимость с минеральными маслами, электроизоляционными и конструкционными материалами.
Наиболее многообещающей представляется перспектива применения диоксида углерода в низкотемпературных двухкаскадных установках, системах кондиционирования воздуха автомобилей и поездов, а также в бытовых холодильниках и тепловых насосах.
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.
Тепловые насосы имеют ключевое значение для достижения углеродной нейтральности (нулевого баланса выбросов диоксида углерода), вот почему промышленность последние несколько лет наращивает их производство.
По оценкам ATMOsphere, в Европе 55 000 магазинов, использующих транскритический CO2. По состоянию на сентябрь 2022 года в Европе насчитывается 55 000 магазинов с системами транскритического CO2, в том числе 50 000, использующих централизованную систему, и 5000, использующих автономные установки.
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.
Системы кондиционирования на основе чиллеров состоят из собственно чиллера, воздушного оборудования — приточно‑вытяжных агрегатов и фэнкойлов, а также насосов для подачи охлаждающей и охлажденной воды, трубопроводов, градирен для отвода тепла и ряда других элементов. Общая стоимость такой системы зависит как от составляющих ее агрегатов, так и от области применения.
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 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.
В 2016 году в подмосковном городе Воскресенск открыл свои двери новый гипермаркет “Магнит”. Это один из многочисленных магазинов сети, открытых в этом году. Тем не менее, этот объект совершенно особенный и знаковый — первый в России магазин, использующий транскритическую бустерную холодильную систему на природном хладагенте CO2.
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.
В ноябре 2012 года вышел в свет международный спецвыпуск журнала Учебного центра Галилео (CSG) и Европейского центра энергетики (EEC) «Industria & formazione», адресованного инженерам по климатическому и холодильному оборудованию. На русский язык название журнала переводится как «Промышленность и обучение», и значительная часть материалов в нем посвящена профессиональной подготовке специалистов по работе с системами кондиционирования и холодильной техникой. Спецвыпуск — не исключение.
В середине девяностых годов прошлого века на смену хлорфторуглеродам (ХФУ) и гидрохлорфторуглеродам (ГХФУ), использовавшимся супермаркетами всего мира в качестве хладагента в низко- и среднетемпературных холодильных установках, пришла смесь гидрофторуглеродов (ГФУ) R404a. Как и все ГФУ, этот хладагент безопасен для озонового слоя, однако высокий потенциал глобального потепления (3780) в условиях растущей обеспокоенности вопросами изменения климата делает дальнейшее использование R404a крайне нежелательным. Поэтому владельцам супермаркетов приходится задумываться о поиске альтернативы R404a.
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.
По данным представителей shecco некоторыми из ведущих производителей и поставщиков оборудования, а также конечными пользователями в секторе коммерческого охлаждения все чаще используются природные хладагенты. Это верно, в частности, в отношении диоксида углерода, чья доля удвоилась за последние два года.
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.