Refrigeration technology and the environment. Challenges and strategy for the future

Abstract

The depletion of the ozone layer and global warming (more precisely, climate change) are the two main problems that have a serious impact on the future development of industries related to refrigeration.

Full Text

Разрушение озонового слоя

Холодильная индустрия подвергается обвинениям в разрушении озонового слоя в связи с выделением искусственных химических веществ в атмосферу. Началось с того, что в 1974 г. Rowland и Molina предположили, что выделение в атмосферу искусственно созданных хлорированных соединений может повредить стратосферный озоновый слой. В результате была создана широкая программа сохранения озона стратосферы, основанная на этой гипотезе. В наибольшей степени разрушение озонового слоя наблюдалось в весеннее время над Антарктикой.

В дальнейшем было создано несколько межправительственных договоров, начиная с Венского соглашения о сохранении озонового слоя (1985) и Монреальского протокола о веществах, разрушающих озоновый слой (1987). За ними последовали соглашения, для развивающихся. В Монреале (UNEP, 1999) Евросоюз настаивал на запрещении соединений типа HCFC к 2015 г., но это встретило возражение со стороны представителей США, Канады и некоторых развивающихся стран. Предложение Евросоюза базировалось на убеждении, что многие соединения типа HCFC действительно оказывают озоноразрушающее действие, а будущее - за их безвредными заменителями. Тем временем различные страны приняли собственные стратегии: в Германии, например, HCFC-22 будет использоваться в новых установках и после 2000 г. Избыточное производство CFC и затягивание сроков их полного запрещения вносят изменения в прогнозы, относящиеся к разрушению озонового слоя. Первоначальные исследования показывают, что при введении некоторых ограничений озоновый слой может восстановиться к 2045 г., однако более поздние расчеты могут внести свои коррективы.

Глобальное потепление

Вторая главная проблема, относящаяся к защите окружающей среды, - изменение климата в результате глобального потепления в Лондоне, Копенгагене, Вене и Монреале.

Монреальский протокол уже ратифицирован большинством правительств. В настоящее время выпуск и производство галоидопроизводных и фторуглеводородов уже прекратились в индустриально развитых странах (за исключением «существен но важных применений» и использования «озоноразрушающих соединений как исходного сырья для другой химической продукции»). Полностью производство озоноразрушающих веществ должно закончиться к 2006 г., однако есть основания считать, что это станет возможно лишь к 2010 г. Продолжается эк спорт продукции в развивающиеся страны, в которых используются фторуглеводороды. В развитых странах действует черный рынок фторуглеводородов, что неизбежно затягивает осуществление соглашений о неприменении озоноразрушающих веществ. В Монреале (UNEP, 1999) участники протокола приняли предложение о системе лицензий, контролирующих торговлю озоноразрушающими веществами. Что касается соединений типа HCFC, то официальный срок их полного запрещения датируется 2030 г. для индустриально развитых стран и 2040 Рис. 1. Происхождение глобального потепления.

Рис. 1. Происхождение глобального потепления

Этот вопрос стал главным, когда возникла реакция на информацию о разрушении озонового слоя. Сейчас вопросы глобального потепления и разрушения озонового слоя объединяют в общую проблему. Глобальное потепление возникает вследствие «парникового эффекта» (рис. 1). Распределение частот в солнечном излучении близко к излучению абсолютно черного тела при температуре около 5800 К. Спектр частот находится в интервале от 10 9 м до сотен мет ров, максимум лежит в области около 500* 109 м, в интервале видимой части спектра. Около 30 % солнечной радиации (1360 Вт/м2), прошедшей через атмосферу, отражается в космическое пространство, а остальная часть достигает земной поверхности. Она нагревает Землю, которую в данном случае можно рассматривать как абсолютно черное тело, испускающее инфракрасное излучение, кото рое не может пройти через атмосферу, так как поглощается парами воды, диоксидом углерода и другими его поглотителями. В результате тепловой поток попадает в ловушку, и температура на поверхности Земли устанавливается более высокой, чем она была бы без изолирующего слоя атмосферы.

*Эль-Ниньо - явление временного потепления воды в обширном районе восточной части экваториальной зоны Тихого океана, вызывающее существенные изменения температуры атмосферы. (Прим, перев.)

Этот эффект представляет собой положительное явление, поскольку создает возможность существования жизни во всех ее про явления. Однако в результате жизнедеятельности населения планеты возрастает концентрация СО2 и других парниковых газов в атмосфере, что увеличивает количество поглощенной инфракрасной радиации и неизбежно ведет к повышению температуры самой атмосферы и последующему долговременному изменению климата.

Необходимо отметить, что начало изучения глобального потепления было связано с созданием компьютерной модели атмосфер ной циркуляции, а не с результатами наблюдений или экспериментов. Расчеты этих моделей были крайне сложны и подвержены тем же ограничениям, что и компьютерное моделирование в любой другой области. Точность расчетов соответствует точности заложенных в них данных, которые отражают реальное изменение атмосферы. Даже самый ярый сторонник компьютерных моделей не может не согласиться с тем, что их достоверность ограниченна. Тем не менее прогнозирование, базирующееся на математических моделях, постепенно начинает приниматься во внимание и работы по его усовершенствованию постоянно ведутся. Заключения об очевидности глобального потепления и о других необычных физических явлениях убедительно показывают, что климатические изменения действительно наступают. На практике физические наблюдения дают весьма сомнительные и противоречивые результаты. Не возможно установить, отчего происходят даже такие явления, как плавление льдов или ураганы. Неясно, является ли это следствием антропогенных изменений климата или частью естественно обусловленных циклов колебаний.

Существуют разногласия между различными подходами к измерению глобальной температуры. Непосредственные измерения температуры поверхности Земли показывают, что ее глобальная температура возрастает. Однако данные, полученные за последние 20 лет со спутников, этого не подтверждают, даже с учетом поправок на вариации орбиты (без учета влияния Эль-Ниньо* в 1998 г.).

Температуру поверхности Земли определяют на многочисленных станциях, расположенных в разных частях света, и дополняют данными по измерению температур воды у поверхности океана.

Существует критическое отношение к точности этих данных по разным причинам - таким, как тепловое воздействие островов, неоднородность расположения измерительных станций, локальность температур на измеряемом пространстве и то, что использовались показания температур у поверхности океана, чтобы восполнить отсутствующие данные.

Спутниковые измерения основаны на использовании ультразвука, чтобы можно было записывать микроволновое (длина волны от 1 мм до 1 м) излучение атмосферного кислорода и преобразовывать его в вертикальный профиль температур атмосферы. Поверхность Земли охватывается достаточно полно, поскольку спутники пересекают ее за короткий период времени. Отдельные показатели уровня температур могут быть составлены как для тропосферы, так и атмосферы в целом и достаточно достоверно показывают не большое охлаждение атмосферы за последние 20 лет. Радиозонды, установленные на аэростатах, дают тот же результат. Спутниковые измерения показывают, кроме того, что температурная структура атмосферы намного сложнее, чем представляется на моделях.

Имеются другие теории, утверждающие, что температурные колебания связаны не с парниковым эффектом, а с вариациями числа солнечных пятен и возрастанием солнечной активности. При всей его очевидности положение о том, что повышение концентрации примесей служит причиной глобального потепления, подвергается сомнению в связи с выборочным использованием данных.

Соглашаясь, что концентрация диоксида углерода в атмосфере и ее температура возрастают одновременно, трудно определить, что является главной причиной.

Сложность заключается еще и в том, что приходится предсказывать на достаточно длительную перспективу поведение очень сложной, хаотической и нелинейной системы, основываясь на кратковременных зависимостях.

Действительно, многие из тех, кто предсказывали глобальное потепление, предрекали ранее на основе тех же данных глобальное охлаждение и возвращение ледникового периода*.

Несмотря на отсутствие единого мнения на все эти проблемы, в обществе существует убеждение о необходимости снижения вы хода в атмосферу парниковых газов. Это касается не только диоксида углерода, но и метана и хладагентов, что сказывается также на индустрии холода. Акция была начата «зеленым» движением, закрепившим убеждение, что риск глобального потепления настолько велик, что меры необходимо принимать немедленно.

Двадцать лет назад предсказывалось глобальное похолодание.

В течение времени, прошедшего с тех пор, ни один из ожидаемых катастрофических эффектов не наблюдался, несмотря на возрастающую эмиссию парниковых газов. Может быть, пришло время прекратить истерику и разобраться в ситуации, прежде чем пред принимать какие-либо неосмотрительные действия.

Правительства разных стран реагируют на угрозу глобального потепления, считая ее реальной, и ставят задачу снижения выделения парниковых газов. Межправительственная группа по изменению климата при Организации Объединенных Наций (IPCC), созданная в 1988 г., организовала серию совещаний и конференций, посвященных глобальному потеплению: в Рио-де-Жанейро, Берлине, Киото и Буэнос-Айресе. Их целью было принятие решения о снижении выделения парниковых газов до уровня 1990 г. к установленной дате в 2000 г. На практике был достигнут незначительный прогресс; только Германия и Великобритания действительно снизили эмиссию СО2 в связи с сокращением использования угля. Во всем остальном мире эмиссия СО2 продолжала возрастать.

Следует подчеркнуть, что независимо от того, грозит планете глобальное потепление или нет, каждый из нас должен стремиться снижать количество выделяемых в окружающую среду загрязнений, сохранять ресурсы и способствовать поддержанию требований эко логии в возможно лучших условиях. Не нужно периодических припадков истерики по поводу охраны окружающей среды, чтобы на править нас на правильный путь. Мы должны делать это для наших потомков.

Холодильная техника и атмосфера

Теперь хорошо известны меры, принимаемые для сохранения озонового слоя. Постепенно соединения типа CFC должны быть изъяты из применения, за ними должны последовать соединения типа HCFC. Ведется значительная работа, направленная на замену этих хладагентов другими, отвечающими озоносберегающим требованиям, и на преодоление смежных задач, включающих ретрофит. Проблемы возникают также в связи с изменениями КПД и производительности, потерей температурного уровня, трудностями с маслами и их совместимостью с хладагентами. Часть из них пре одолена, но многие еще остались. Нелегальная торговля CFC может быть прекращена при решении этих проблем. Возможный альтернативный выбор хладагентов представлен на рис. 2. Некоторые варианты замены CFC и HCFC приведены в табл. 1, включающей как смеси хладагентов, так и природные вещества. Потенциальные альтернативные рабочие вещества включают три вида углеводородов (два фторированных классов HFC, PFC и один, не со держащий фтора, НС), а также диоксид углерода СО2, аммиак NH.; и воздух. Соединения типа PFC едва ли смогут играть существенную роль, поскольку имеют очень высокий потенциал глобального потепления и длительный срок существования в атмосфере. Хладагенты типа HFC также включены в Киотское соглашение, как подлежащие выведению из употребления.

Рис. 2. Альтернативные решения при выборе хладагентов

Из табл.1 видно, что единственной заменой CFC-12 явился свободный от хлора хладагент HFC-134a, также упомянутый в Киотском соглашении. Однако после не скольких испытаний он был включен в число запрещенных хладагентов. Эта серьезная проблема остается, поскольку замена CFC-12 на HFC-134а не решает задачи ретрофит.

Таблица

Примерные варианты замены СТС и IICFC на другие рабочие вещества

Хладагент	Потенциал разрушения озона, R 11 = 1	Потенниал глобального потепления СО2= 1	Ретрофит (а) или полная замена (б)
Замена CFC-11
CFC-11	1,0	3800
HCFC-123	0,020	90	а
HCFC-141b	0,110	630	б
HFC-245la	0	900	б
n-пентан	0	0	а
Замена С F С -114
CFC-114	0,8	9300
HCFC-124	0,022	480	а
H FC-134a	0	1300	б
R600	0	0	а
Замена CFC-12
CFC-12	1	8100
HFC-134a	0	1300	б
R401A R 22/1.52а/124.(53/13/34)	0,037	1 100	а
R409A R22/124/142b(60/25/1 5)	0,048	1400	а
Пропан-этан R290/170(43/57)	0	3	а
3aмена HCFC-22
HCFC-22	0,055	1700
R407C R32/125/134a(23/25/52)	0	1600	а
R410A R32/125	0	1900	б
R23/32/134a	0	1600	б
Пропан-этан R290/1 70(95/5)	0	3	а
Замена R502
R502 FCI 1 5/H C FC22(48.8/51.2)		5500
R404a R125/143а/134a(44/52/4)	0	3700	а
R507 R125/143a(50/50)	0	3800	а
R32/125/143a(10/45/45)	0	3500	а
Пропан-этанR290/170(95/5)	0	-	а
Природные хладагенты
Воздух	0	0
Вода	0	0
Аммиак	0	0
Диоксид углерода	0	1

Не удалось найти однокомпонентного хладагента для замены HCFC-22 и азеотропной смеси R505, но были предложены смеси, которые могут подойти для многих случаев. Очевидно, что коэффициент совершенства - СОР* (coefficient of performance) при использовании синтетических альтернативных хладагентов может быть ниже, чем у применяемых прежде рабочих веществ, однако коэффициенты теплопередачи часто оказываются несколько выше. Таким образом, здесь наблюдается взаимосвязь, результаты которой сказываются на отрасли в целом.

Охлаждение и кондиционирование воздуха в настоящее время требуют в сумме около 10% производимой энергии, поэтому даже небольшое повышение эффективности этого оборудования дает ощутимый глобальный эффект.

Несмотря на то что потенциал глобального потепления у синтетических альтернативных хладагентов меньше, чем у CFC-12, он все же остается достаточно высокими (см. табл. 1). Таким образом, с точки зрения глобального потепления все представленные вещества столь же опасны и должны подвергнуться запрету. Это может быть серьезной причиной для заключения, что фторуглеводороды должны рассматриваться как виновники 10,2%** эффекта общего нагрева планеты от всех парниковых газов, произошедшего в 1992 г.

Однако следует иметь в виду общий индикатор тотального потепления TEWI (Total Equivalent Warming Impact), который оценивает не только перечисленные вещества, но и диоксид углерода, выделяемый в общем процессе производства. Применительно к компрессионным холодильным установкам очевидно, что нужно учитывать также топливо, сожженное для производства электроэнергии или непосредственно для привода компрессоров. Этот эффект будет не сколько меньше для США и Норвегии, где больше доля электроэнергии, получаемой на гидроэлектростанциях, и соответственно меньше выделение СО2 на 1 кВт • ч производимой электроэнергии.

Таблица 2

Сравнение идеализированных R134a и СО, систем

Хладагент	Единица измерения	HFC-134a (малые утечки)	СО, (высокая эффектив­ность)	HFC-I34a (большие утечки)	СО, (низкая эффективность)
Величина заправки	кг	0,15	0,15	0,15	0,15
Величина утечки	%/год	2	2	20	2
Величина утечки	кг/год	0,003	0,003	0,03	0,003
Утечки парниковых газов	Эквив.СО2 кг/год	3,9	0,003	39	0,003
Расход электроэнергии	кВт • ч/год	600	600	600	660
Условное топливо (единица по стандарту США)
Косвенное выделение СО3 в процессе производства электроэнергии	кг/год	390	390	390	429
TEWI	Эквив.СО, кг/год	393,9	390.003	429	429,003
Производство электроэнергии на гидроэлектростанциях (например, в Норвегии)
Косвенное выделение СО, в процессе производства электроэнергии	кг/год	0	0	0	0
TEWI	Эквив.СО, кг/год	3,9	0,003	39	0,003

Сравнение идеализированных систем, работающих на R134a и СО2, приведены в табл. 2. Ради простоты можно принять два условных предположения: первое - КПД установок, работающих на HFC-134a и на СО., один и тот же, и каждая из них потребляет 600 кВ тч; второе - они имеют одинаковые заправки (150 г) и утечки (2% в год). Производство 1 кВт-ч электроэнергии ведет к выделению 0,65 кг СО,. Таким образом, обе установки косвенно требуют 390 кг/ч СО2. Поскольку GWP (потенциал глобального потепления) у HFC-134a в 1300 раз больше, чем у СО2, установка, работающая на нем, будет иметь вследствие утечек воздействие, эквивалентное 3,9 кг/ СО2, в то время, как установка, работающая на СО2, непосредственно выделяет только 0,003 кг/ч. Обе системы выделяют 390 кг/ч СО2, что связано с сжиганием топлива, а дополнительно от использования HFC-134а будет выделено только 3,9 кг/ ч СО2, что меньше чем 1 % от общего выделения СО2.

Ситуация, однако, меняется, если утечки хладагента достигают 20% в год, что возможно в некоторых открытых компрессорах. В этом случае часть “отепляющих газов”, относящаяся к хладагентам, возрастает до 9% от общих выделений и уже не может игнорироваться. Подобным же образом, если эффективность установки, работающей на СО, на 10% ниже, чем у работающей на HFC- 134а, то она становится худшим генератором "отепляющего” газа даже по сравнению с другими системами, имеющими большие утечки*.

Определяющими в выделении холодильными установками и системами кондиционирования воздуха парниковых газов являются не утечки хладагентов, а процессы горения топлива для производства электроэнергии, потребляемой их компрессорами. То же относится и к абсорбционным установкам, для нагрева генератора которых сжигается топливо.

Таким образом, главная задача состоит не в выборе хладагента, а в усовершенствовании системы.

Выбор хладагента

Если рассматривать возможности замены одних хладагентов на другие, то следует начать с того, что для HCFC-22 и R502 нет одно компонентных заменителей. Такая замена возможна для CFC-11, CFC-12 и CFC-114, но при этом возникают вопросы, связанные с их стоимостью и пригодностью. Углеводороды и их смеси годятся во всех случаях, а циклы на воздухе и СО2 активно разрабатываются. Применение аммиачных и водоаммиачных систем тоже вновь активно рассматривается.

Известны проблемы смазки и теплопередачи для однокомпонентных рабочих веществ, примером может служить HFC-134a. Одна ко существуют проблемы, связанные с Киотским соглашением.

С применением углеводородов в холодильной индустрии проблем не возникает. Углеводороды - хорошие хладагенты, удобные в эксплуатации и совместимые с минеральными маслами, они с ус пехом могут заменить соединения типа CFC. Главная проблема при их использовании связана с огнеопасностью. Возникает противоречие между позициями разных стран в этой области, и нет особых надежд на введение международного стандарта в ближайшем будущем.

Страховые компании (в частности, в США) возражают против использования пропана или бутана в холодильных установках, хотя соглашаются с существованием гораздо более опасных баллонов с этими газами, предназначенных для отопления или приготовления пищи. Это приводит к нелогичным запретам. На пример, транспорт не может быть использован для перевозки установок, работающих на углеводородном хладагенте, но на нем разрешено перевозить 50 кг-е баллоны с бутаном для отопления.

Аммиачные компрессионные и абсорбционные установки хорошо известны, и водоаммиачный ресорбционный цикл обещает положительные результаты при высокотемпературном применении.

Другие направления развития включают возрождение воздушных циклов, в частности сверхкритических циклов на СО.

В этой области достигнуто значительное продвижение и имеются возможности для практического применения.

Циклы на СО2 представляют интерес, особенно своей высокотемпературной частью, связанной с конденсацией.

Заслуживает внимания также термоэлектрическое и акустическое охлаждение. Первое из них занимает определенную нишу на рынке, но высокая стоимость и низкий КПД пока сдерживают его распространение.

Акустическое охлаждение находится еще на ранней стадии раз вития. Установки холодопроизводительностью от 100 Вт до 10 кВт, работающие по этому принципу, разрабатываются, но потребуется еще много усилий, чтобы они стали коммерчески пригодными.

Использование смесей хладагентов становится оправданным при необходимости сокращения применения HCFC-22. Как уже указывалось ранее, ситуация во многих странах складывается так, что его замена становится первостепенной задачей. При этом возникает проблема выбора между смесями с большими или малыми интервалами температур кипения. В промышленности в большинстве случаев отдается предпочтение смесям с малым интервалом температур, так как при этом удобнее подбирать однокомпонентные хладагенты без значительных изменений. Смеси, содержащие два или более компонента, имеют различные точки кипения при дан ном давлении, вязкость, значения растворимости масел и т.д.

Получение подходящих смесей является результатом подбора.

Существует несколько следствий этих факторов, оказывающих большое влияние на потребителей холодильной техники. Так, полученный хладагент может оказаться сложнее исходного. Например, бинарная смесь HCFC-22/CFC-11 при соотношении компонентов 40/ 60 на первый взгляд кажется такой же, как и однокомпонентное вещество, но вместо критической точки при построении диаграммы получается критическая область, и то несколько размытая. Кроме того, изотермы в области влажного пара у бинарной смеси негоризонтально, и это главное. Температуры фазовых переходов в испарителе и конденсаторе становятся переменными.

Еще одно практическое следствие - утечки из испарителя, комп рессора или конденсатора меняют состав смеси, остающейся в системе, в результате чего показатели работы установки изменяются. Степень изменений зависит от температуры и расположения утечек. С течением времени отклонение может стать значительным и невозможно будет вернуть систему к первоначальному состоянию, чтобы компенсировать утечку.

Другое негативное следствие связано с изменением состава рабочего вещества, что обусловлено разной растворимостью его компонентов в смазочном масле. В результате возникает эффект селективного “втягивания” более растворимого компонента в масло, приводящее к изменению термодинамических свойств рабочего вещества. Вследствие этого можно наблюдать изменение состава на 5%.

Таким образом, специалисты встречаются с новыми условиями как при проектировании, так и эксплуатации холодильных установок.

Применение смесей требует лучшего понимания основных принципов, чем при использовании однокомпонентных веществ. Ситуация становится более ясной при работе систем, у которых температура отвода тепла меняется в широких пределах (водоаммиачный ресорбционный цикл, цикл Лоренца, основанный на смесях, кипящих в ши роком интервале температур, и, наконец, сверхкритический цикл на СО2). Температурный начальный потенциал и возможность использования его в широком интервале (до 100 °C) позволяют экономить энергию при оптимизации системы и включении нагрева и охлаждения в промышленные процессы, например, в пищевой индустрии.

Однако это может быть реализовано только при соответствии холодильной установки всей системе. Требуется более полное понимание всех аспектов процесса в целом, а также повышение требований к уровню образования и практической подготовки персонала.

Следствия перемен

Появление хладагентов типов CFC и HCFC привело к революции в холодильной технике и относящихся к ней отраслях. Поскольку применение хорошо изученных хладагентов могло зафиксировать весь температурный интервал, появилась возможность стандартизировать компрессоры, теплообменники и другие компоненты холодильных установок. Это позволило упорядочить все разнообразие видов оборудования, упростить их проектирование, обслуживание, снизить стоимость и распространить холодильную технику по всему миру. Посредством стандартизации стало возможным снабдить конструкторов заранее разработанными удобными картами и таблицами так, что задачи конструирования систем и их приспособления к конкретным условиям существенно упростились.

Это, в свою очередь, означало, что монтаж и ввод в эксплуатацию холодильного оборудования может осуществляться менее образованным и опытным персоналом. В результате эти работы часто ста ли проводиться персоналом, подготовка которого была намного ниже, чем необходимо, что отразилось на результатах работы.

Даже на уровне дипломированных инженеров дело обстоит не так благополучно. Специальных учебных заведений холодильного профиля очень мало. Большинство инженеров затрудняются вы полнить эксергетические расчеты холодильных циклов, многие из них не понимают принципов конструирования холодильных машин и определений их размеров. В работе каждой компании 30% составляет коррекция ошибок, которые делают инженеры больших престижных консультативных фирм. Эта ситуация не может быть улучшена без повышения уровня обучения и практической подготовки во всех видах холодильной промышленности.

Уход от хладагентов типов CFC и HCFC открывает новые возможности для холодильной техники и связанных с ней отраслей. Одна ко это достигается ценой усложнения задач, расширения круга возможностей и повышения ответственности инженеров-конструкторов за выбор правильного решения. Кроме того, усиливается необходимость перехода от “наименьших первоначальных затрат” как цели проектирования к минимизации, основанной на сокращении стоимости всего жизненного цикла установки, включая элементы анализа влияния на окружающую среду и оценку рисков. Многие инженеры-конструкторы несильны и в этих вопросах и не имеют опыта их разрешения, в связи с чем требуется организация экспертизы, способной решать главные проблемы конструирования.

Вследствие малого числа однокомпонентных хладагентов необходимо рассмотреть обширный ряд альтернатив, включая и многие из тех, которые когда-то были отвергнуты. Определены многие потенциально пригодные хладагенты и большое количество перспективных смесей. Cavallini (1996), например, перечислил 46 возможных вариантов. С их принятием возник бы риск возвращения к еще более хаотичным условиям, чем в 1920 г. и последующих годах, вследствие большого разброса свойств хладагентов и меньшей возможности стандартизации в промышленности.

В настоящее время некоторые холодильные системы работают при значительно более высоком давлении (сверхкритические процессы при использовании СО,) и изменении температур в интервале до 100 К (сверхкритический СО2 и водоаммиачные системы). Некоторые из таких систем более пригодны для пластинчатых и других современных теплообменников (например, со стекающей пленкой жидкости).

Возникают также проблемы безопасности, токсичности и коррозии.

Во многих случаях свойства рабочих веществ неизвестны в обширной области давлений, температур и концентраций, в связи с чем необходимо параллельно с практической проверкой стабильности материалов и систем в течение длительного срока провести большую аналитическую работу.

Существуют также проблемы надежности и страхования новых систем с высокими давлениями или горючими хладагентами. Возникает вопрос о том, что промышленность должна делать дальше.

Заменить старое, выходящее из строя оборудование? Однако по чти во всем мире установки на HCFC-22 еще пригодны, но с системами на CFC-11, CFC-12, CFC-114 и R502 ситуация более сложна, что видно из табл. 1. В течение 10 лет все установки на HCFC, PFC и HFC придут в негодность и уступят место установкам на воздухе, аммиаке, СО и углеводородах.

Без холодильной техники невозможно прокормить растущее на селение планеты, поэтому так важно ее развитие. Парниковое воз действие утечек хладагентов типа HFC незначительно по сравнению с тем, что выделяет в атмосферу движущийся поезд. Есть ли серьезные основания отказаться от HFC Есть ли у общественности причины запрещать применение углеводородных рабочих веществ. Работники холодильной промышленности должны быть тверды в таких вопросах. Если этого не сделать сейчас, то через два десятилетия не останется ни одного легально существующего рабочего вещества.

Юристы и законодатели должны понять сложность этих задач.

Переоснащение холодильной отрасли очень важно, но это должно сопровождаться пониманием со стороны общественности и не должно встречать необоснованных запретов, мешающих работе.

Существует две главные движущие силы, воздействующие в направлении замены хладагентов типов CFC и HCFC на более приемлемые альтернативные вещества: признание роли хлоридов в разрушении атмосферного озонового слоя и признание CFC как главного источника хлоридов в стратосфере, что привело к подписанию Монреальского протокола и последующим мерам, направленным на их скорейшую замену озонобезопасными хладагентами.

Внимание, обращенное на глобальное потепление и соответственно на хладагенты, сделало их главными объектами атаки. Однако, понимая необходимость ограничить влияние холодильной техники на разрушение озонового слоя, очень важно рассматривать проблему в перспективе глобального потепления. Необходимо разделить относительно небольшую долю влияния хладагентов на разрушение озонового слоя по сравнению с энергопотреблением растущей холодильной индустрии.

Поскольку любая попытка найти единственное синтетическое рабочее вещество для всех случаев обречена на неудачу, необходимо пересмотреть потенциальные возможности имеющихся смесей и природных хладагентов, включая аммиак, диоксид углерода и углеводороды. Это, в свою очередь, ведет к возобновлению дебатов о системах, производящих одновременно с холодом тепло при переменных температурах. Необходимо также развивать производство различных хладагентов, которые могут быть использованы в широком диапазоне и при достаточно низкой их стоимости.

Негативная сторона заключается в том, что выбор рабочих веществ связан с вариантами их различного применения. Поэтому важно иметь как можно больше информации о смесях. В частности, следует развивать инструментарий для исследования и диагностики, чтобы применять его в различных нагревательных и холодильных системах и получать полную информацию.

Поскольку смеси имеют тенденцию к утечкам с изменением со става или селективной растворимости в маслах, необходимо разрабатывать системы контроля, которые смогут это обнаружить, и либо дать соответствующий диагноз, либо автоматически исправить недостаток.

Необходимы обучение обслуживающего персонала и широкое распространение прогрессивных изменений. В холодильной отрасли нужна адресная система образования на всех уровнях. Вне отрасли также постоянно требуется осознание важности ее проблем и обучение нетехнического персонала, принимающего решения, относящиеся к холодильной технике.

МИХ, национальные организации, промышленность и университеты должны считать это приоритетной задачей.