Углеводороды не образуют побочных продуктов, продуктов распада, имеют нулевой ОРП и очень низкий ПГП. Углеводородные хладагенты можно использовать в системах, разработанных под эти вещества, либо в качестве замены в системах, предназначенных для работы на ГХФУ. Это повышает их конкурентоспособность и делает оптимальным вариантом для развивающихся стран. Перед заправкой углеводородным хладагентом систему, предназначенную для другого хладагента, при необходимости модифицируют. В этой связи необходимо учитывать вопросы совместимости смазочных материалов и воспламеняемости углеводородов. Как бы то ни было, наибольший потенциал имеют новые системы, специально разработанные для работы на углеводородных хладагентах.
Эти хладагенты горючи, но низкотоксичны и, следовательно, по классификации ASHRAE имеют индекс А3. Очень часто в отношении углеводородов применяются более жесткие требования к безопасности, ограничивающие, в частности, количество вещества, разрешенное к применению в системах, обслуживающих зоны пребывания людей.
Углеводородные хладагенты полностью совместимы практически со всеми смазочными веществами, применяемыми в холодильных и климатических системах, за исключением веществ, содержащих силиконы или силикаты (добавки, обычно используемые в качестве антивспенивателей).
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.
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.
Углеводородные хладагенты давно зарекомендовали себя как безопасное, экологичное надёжное и энергоэффективное решение для бытового холодильного оборудования: подавляющее большинство кухонных холодильников в мире заправлено углеводородом изобутаном. Рост цен на ГФУ, ограничение (а в перспективе – последовательное сокращение) их количества, доступного на рынке, связанное с исполнением Россией обязательств в рамках Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу, способствуют всё более глубокому проникновению УВ-хладагентов в сегмент коммерческого холода. В то же время, способность УВ-хладагентов к воспламенению ограничивает область их применения оборудованием небольшой холодильной мощности, требует обучения персонала работе с ними, а также принятия дополнительных мер пожарной безопасности.
25 мая 2022 года Международная электротехническая комиссия (МЭК) опубликовала принятую в конце апреля седьмую редакцию стандарта "Частные требования к электрическим тепловым насосам, воздушным кондиционерам и осушителям", получившую обозначение IEC 60335-2-40:2022. Одним из заметных отличий нового стандарта от предыдущей версии стало увеличение лимита заправки хладагентами группы А3 (к ней, в частности, относятся пропан (R-290), изобутан (R-600a) и другие углеводороды) при соблюдении дополнительных требований к циркуляции воздушного потока и герметичности.
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.
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.
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.
Ежегодно в мире производится приблизительно 100 млн бытовых холодильников и морозильников. Типовое устройство оснащается герметичной парокомпрессионной холодильной машиной заводской сборки с асинхронным двигателем мощностью 50–250 Вт (или с недавних пор — линейным индукторным двигателем), в которой содержится от 50 до 250 г хладагента. В отдельных устройствах применяются альтернативные (не парокомпрессионные) технологии, например, в гостиничных минибарах — абсорбционные холодильные машины. Разброс сроков службы систем, установленных во всем мире, чрезвычайно широк. Средний срок службы составляет от 9 до 19 лет эксплуатации. В силу долгого срока службы изделий и больших годовых объемов производства общее количество бытовых холодильных систем в мире оценивается в 1,5–1,8 млрд единиц.
Сегодня ОАО «ПОЗиС» (POZIS), предприятие с более чем вековой историей, — один из ведущих отечественных производителей бытовых холодильников и морозильников, а также холодильного оборудования для торговых и медицинских учреждений, фармацевтической промышленности, входящее в состав ГК «Ростехнологии». В 2011 году, следуя требованиям Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, при поддержке ЮНИДО предприятие приступило к переходу от использования гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) к применению хладагентов и вспенивателей, безопасных для стратосферного озона и не способствующих возникновению парникового эффекта. Перемены в отрасли требуют новых подходов к профессиональному образованию.
Как стало известно газете «БИЗНЕС Online», ОАО «Производственное объединение «Завод им. Серго» (ПОЗиС) получило от одной из ООНовских структур – UNIDO – первые деньги для внедрения производства холодильников по технологии, безопасной для озонового слоя. Всего компания получит четыре транша на общую сумму $600 тыс., а также оборудование от итальянского концерна Cannon на $1 млн. 400 тысяч. «Зеленые» холодильники ПОЗиС обещает представить в 2013 году.
В марте 2013 года Greenfreeze, революционная технология от Гринпис, отпраздновала свой двадцатый день рождения. Углеводород, как заменитель озоноразрушающих хладагентов ХФУ и ГХФУ, уверенно вошел на глобальный рынок домашних холодильников. Сегодня технология Greenfreeze используется примерно в 700 миллионах холодильников во всем мире и как результат – позволяет избегать миллиарда тонн выбросов парниковых газов.
В декабре 2010 года было подписано трехстороннее соглашение между Правительством Индии, Германским обществом международного сотрудничества (GIZ) и индийской компанией Godrej group, занимающейся производством бытовой техники. Документ предусматривал строительство завода по производству кондиционеров (оконных и сплит-систем), использующих в качестве хладагента пропан (R-290). В апреле 2012 года с конвейера предприятия сошла пилотная партия продукции.
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.