Association "Holod-byt" for the anniversary of the production of household refrigeration equipment in the country

Abstract

The year 2000 marks the 50th anniversary of the start of production of domestic refrigeration equipment in the country. This date coincides with the "round" dates of other events that had a certain impact on the development of this type of technology.

Full Text

В 2000 г. исполняется 50 лет с начала производства в стране бытовой холодильной техники. Эта дата совпадает с «круглыми» датами других событий, оказавших определенное влияние на развитие данного вида техники.

В 1985 г., 15 лет назад, Советский Союз подписал Венскую конвенцию об охране озонового слоя и обязался принять все необходимые меры по ее реализации. Эти меры обрели конкретный характер после подписания в 1997 г. Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой (МП). В соответствии с этим международным документом ряд веществ, в том числе широко применяемые в производстве бытовых холодильников и морозильников R11 и R12, были внесены в перечень так называемых регулируемых веществ, подлежащих первоочередному сокращению и последующему исключению из потребления в странах, являющихся Сторонами МП. Российская Федерация, как преемница Советского Союза на международной арене, приняла на себя все эти обязательства.

Весь мир разделился на две части: на страны, не примкнувшие и страны, примкнувшие к МП, - Стороны МП. В свою очередь, Стороны МП также делятся на две группы: страны технически развитые, к которым относится и Россия, и развивающиеся страны. Вторую группу стран ограничения по регулируемым веществам затронули в значительно меньшей степени, чем развитые страны. В частности, для них прекращение потребления озоноразрушающих веществ (ОРВ) предусмотрено на 20 лет позднее, чем для развитых стран. Группа развитых стран (кроме Российской Федерации) прекратила потребление ОРВ с 1996 г.

По состоянию на начало прошлого года Сторонами МП являлись 168 стран, в том числе 125 развивающихся.

В целях выполнения своих международных обязательств по охране озонового слоя в последующие 10 лет руководство страны приняло ряд постановлений, но ни одно из них не решило проблемы отказа от потребления ОРВ.

Наконец, 5 лет назад, 24 мая 1995 г., было принято постановление Правительства РФ № 526, одобрившее “Первоочередные меры по выполнению обязательств Российской Федерации по охране озонового слоя на 1995-1996 г.” Этот документ, разработанный большим коллективом специалистов различных отраслей, связанных с производством и потреблением ОРВ, в том числе и Ассоциацией “Холод-быт”, стал наиболее полным и обоснованным поданной проблеме. Однако и это постановление не было профинансировано и соответственно не было выполнено. 5 мая 1999 г. Правительство РФ приняло постановление № 490, согласно которому с 1 июля 2000 г. в стране прекращается производство ОРВ. при этом должны быть предусмотрены запасы ОРВ для обеспечения эксплуатируемого оборудования и создана система сбора и регенерации ОРВ.

Таким образом, потребители ОРВ, не перешедшие на альтернативные вещества, могут рассчитывать со второго полугодия 2000 г. только на имеющиеся запасы ОРВ и на поступление веществ после их сбора и регенерации.

Российские производители бытовой холодильной техники (БХТ) оказались по сравнению с другими производителями холодильного оборудования в наиболее сложном положении, так как всегда использовали в качестве хладагента и вспениватели при изготовлении теплоизоляции только озоноразрушающие R12 и R11.

Создание научно-технической базы для перехода заводов Ассоциации на озонобезопасные технологии при производстве холодильников, морозильников и компрессоров для них явилось одним из основных направлений деятельности Ассоциации с момента ее создания в 1992 г. Работа велась в ряде взаимосвязанных направлений, охватывающих исследование и разработку альтернативных хладагентов и вспенивателей; исследование и модернизацию компрессоров для обеспечения эффективной работы на озонобезопасных хладагентах; совершенствование технологии производства БХП; обеспечение высокой энергетической эффективности изделий в озонобезопасном исполнении; проработку дальнейших направлений обеспечения экологической безопасности бытовых холодильников и морозильников; расширение номенклатуры производимой продукции и ее служебных функций.

Сегодня результаты работ в этих направлениях, выполненных Ассоциацией совместно ОАО “ВНИИхолодмаш-холдинг”, являющимся одним из учредителей Ассоциации и его научной базой, силами заводских специалистов и привлеченных организаций можно вкратце охарактеризовать следующим образом.

В основу работ по озонобезопасным хладагентам положена разработанная специалистами Ассоциации и ОАО “ВНИИхоломаш- холдинг” и одобренная экспертной группой Миннауки России “Стратегия перехода на озонобезопасные хладагенты в России" [5].

Выполнен комплекс исследований, позволивший определить все особенности замены R12 на R134a с точки зрения влияния как на характеристики самой БХТ, так и на технологию производств холодильников и компрессоров для них. Показано, что прямая замена R12 на R134a без значительной доработки конструкции компрессоров и холодильных агрегатов невозможна из-за значительного (10-20%) ухудшения энергетической эффективности работы компрессоров и холодильников, а необходимость применения совместимого с R134а синтетического смазочного масла требует значительного усложнения технологии производства, повышенных требований к очистке и осушке холодильного агрегата.

Эти положения подтверждены многочисленными испытаниями компрессоров и БХТ на заводах Ассоциации и в лабораторных условиях, в том числе и другими организациями [2].

Согласно экономической оценке, проведенной Ассоциацией по состоянию на 1996 г., стоимость перехода на R134a заводов-производителей БХТ и компрессоров для нее составляла более 25 млн долл. США.

РНЦ “Прикладная химия" разработаны по заказу Ассоциации технические условия на R134a (ТУ 24-029-00480689-94).

Вследствие повышенной агрессивности смеси R 134а и синтетического масла выявилась необходимость замены большинства применяемых электроизоляционных материалов (ЭИМ) для встроенных электродвигателей герметичных компрессоров. Ассоциацией, НПП ВНИИЭМ и заводами-изготовителями разработана новая система электроизоляционных материалов, включающая двухслойные эмаль-провода, пазовую и межфазовую изоляцию, выводные провода и другие элементы, стойкие в среде R134a и синтетического смазочного масла. Совместная работа с заводами-изготовителями позволила организовать серийное производство этих материалов.

В условиях экономического спада в стране переход на R134a был далеко не всем доступен вследствие больших финансовых затрат.

Учитывая это, Ассоциация провела комплекс работ по исследованию и разработке озонобезопасных хладагентов, альтернативных R134a, требующих принципиально меньших затрат при переходе на их применение в производстве БХТ и компрессоров для нее. Применение этих веществ не требует существенных изменений в конструктивном исполнении изделий и в технологии их изготовления.

Предварительный анализ показал, что такими веществами могут быть смесевые хладагенты, базирующиеся на веществах так называемой “переходной” группы (Приложение С к Монреальскому протоколу). Ориентация была сделана на российские разработки хладагентов и российское производство самих веществ.

По заданию Ассоциации силами МЭИ был разработан хладагент СМ1 (R22/R218/6yTaH), показавший высокую энергетическую эффективность при испытаниях на различных моделях холодильников [6]. Хладагент СМ1 (ТУ 95 2654-97) совместим с минеральным смазочным маслом ХФ12-16, негорючих, не требует существенных изменений в конструкции холодильников и в технологии их производства, но из-за экономических условий пока не освоен в серийном производстве на Кирово-Чепецком химкомбинате.

Подробно рассмотрены и проанализированы результаты испытаний смесевого горючего хладагента С 1 (R152а+изобутан) разработки НИИТП (ТУ 2412-040-00480689-94), показавшего высокую энергетическую эффективность, позволяющую практически без изменения конструкции БХТ получать характеристики на уровне ее работы на R12 [3].

Определенным тормозом в применении этого вещества в настоящее время является необходимость модернизации конструкции БХТ для обеспечения соответствия требованиям стандарта МЭК для бытовых холодильников, использующих горючие хладагенты, и принятия в производстве дополнительных мер по обеспечению пожарной безопасности.

Проведены обширные лабораторные и заводские испытания смесевого хладагента R22/R1426. Анализ результатов испытаний этой смеси, а также тройных смесей на ее основе [1] показал удовлетворительные данные по энергопотреблению БХТ и возможность улучшения этих характеристик при дальнейшей модернизации холодильных агрегатов и компрессоров.

Практически сегодня реальной альтернативой R134a для применения является хорошо исследованная негорючая смесь R22/ R1426 производства Кирово-Чепецкого химкомбината (ТУ 2412- 008-07623164-99) и смеси на ее основе типа С10М 1 разработки РНЦ “Прикладная химия" с добавлением в качестве третьего компонента R21 (ТУ 2412-003-32837395-98). Эти хладагенты пригодны как для нового производства БХТ, так и для ретрофита. Они доступны по цене на российском рынке, достаточно хорошо изучены и сегодня, в преддверии прекращения производства R12, являются реальным вариантом его замены для внутреннего рынка. Разработаны принципиальные основы технологии работы с этими веществами, являющимися зеотропами и требующими повышенной четкости в технологии хранения, заправки и при испытаниях.

В таблице приведены основные характеристики альтернативных хладагентов.

Таблица 

Характеристики	RI2	Смесевые хладагенты "переходной” группы		Полностью озонобе­зопасные хладагенты		Перспективные хладагенты
		-	С10М1	R134а	С1	Изобутан	Пропан- изобутан
Состав компонентов		R22/R1426	R22/R142b/R21	—	R152a/R600a	-	R290/R600a
Давление, ата -     кипения р0 -     конденсации р	1?34 13,62	1,20 14,00	1,07 15,92	1,16 14,82	1,20 13,90	0.63 7,76	1,03 13,60
Отношение давлений р/р1	10,40	11,67	14.90	12,80	11,60	12,30	13,20
Разность давлений pt р0	12,30	12,80	14,85	13,66	12,70	11,67	12,57
Удельная объемная холодопроизводительность qv, кДж/м	945	941	822	815	900	503	733
Холодильный коэффициент	2,73	2,73	2,53	2,55	2,73	2,9	2,5
Озоноразрушающий потенциал ODP	0?90	0,05	0,05	0	70	0	0
Коэффициент глобального потепления GWP	8500	1500	1500	1300	140	0	0
Применяемое смазочное масло	Минеральное			Синтети­ческое	Минеральное
Наличие нормативных документов	ГОСТ 19212-87	ТУ 2412-008- 07623164-99	ТУ 2412-003- 32837395-99	ТУ24-029-00- 480689-94	ТУ2412-040- 00480689-94	ТУ51-945-90	Требуется разработка
Коммерческая доступность	С 01.07. 2000 г.-запасы, рециклирование	Кирово- Чепецкий химкомбинат	Фирма "Астор" (Санкт- Петербург)	Импорт	Фирма "Инертек" (Москва)	Опытный завод НИИ Газа (Москва)	Импорт
Примечание. Режим в стандарте "Ashrae": t= —23,3 °C; tк = 55 °C; tс= tж= 32 °C.

Следует подчеркнуть, что в странах ближнего и дальнего зарубежья сегодня нет единой стратегии применения озонобезопас­ных хладагентов, что вполне закономерно, если учесть их принадлежность к разным группам по уровню технического развития. В группе промышленно развитых стран производство БХТ ориенти­ровано на применение R134a (США, Япония, Австралия, большая часть европейских стран) либо углеводородов и их смесей (Герма­ния, Дания, частично - Италия). При сервисном обслуживании дей­ствующего оборудования в основном используют трехкомпонентную смесь R401A фирмы “Дюпон" либо соответственно углеводо­роды.

В группе развивающихся стран наблюдается большее разнооб­разие применяемых хладагентов и их смесей.

Монреальским протоколом экспорт оборудования со смесевыми хладагентами не запрещается для любой страны.

Все страны испытывают сильное давление со стороны “зеленых” и ряда международных организаций в пользу применения в качестве хладагентов углеводородов и их смесей. Следует подчеркнуть, что и международные организации согласны с таким подходом.

Киотский протокол к Рамочной Конвенции об охране климата [4] отнес все фторпроизводные к группе “парниковых газов”, в том числе и R134a. В связи с этим Глобальный экологический фонд отказался финансировать заводские проекты перехода на озонобезопасные технологии, ориентированные на применение этого хладагента вместо R12.

Экономически и технически более сложным является переход на альтернативные RI 1 озонобезопасные вспениватели для производства ППУ-теплоизоляции в первую очередь в связи с отсутствием в стране производства технологического оборудования.

Практически для российских заводов существуют два реальных на сегодня варианта отказа от применения R11: переход либо на полностью озонобезопасный циклопентан с полной заменой технологического оборудования на зарубежное, либо на вспениватель “переходной” группы - R141b, не требующий такой замены. Характеристики теплоизоляции с R141 b и с разработанным АО “Блок- форм” компонентом А355М практически одинаковы с характеристиками ППУ-теплоизоляции с циклопенганом.

РНЦ “Прикладаная химия” по заданию Ассоциации разработаны технические условия на R141 b ( ТУ 24-019-00480689-94), по которым готовится производство на ОАО “Волгоградхимпром”. Производства циклопентана необходимого качества в стране также пока нет.

В связи с этим Ассоциацией совместно с АО “Блок-форм” проведены исследования по поиску других коммерчески доступных в России вспенивателей, например, веществ перфторпентановой группы. Однако все рассмотренные варианты требовали существенных изменений в технологическом оборудовании.

Переход на циклопентан требует больших капитальных вложений, так как он является горючим и взрывоопасным веществом, практически не смешивается с компонентом А (полиолом), что делает невозможным его применение в имеющемся технологическом оборудовании.

Затраты на модернизацию производства при переходе на циклопентан в несколько раз превышают затраты по переходу на R134а в холодильных агрегатах.

Выполнен также комплекс исследований по применению совместимых с R134a синтетических масел типа Eal Arctic, выпускаемых фирмой “Мобил”. Разработан российский аналог таких синтетических масел - марки ХС-22 (ТУ 38.401980-93) для холодильной техники. Опытная партия масла ХС-22 выпущена и испытана в составе БХТ, но серийно это масло еще не освоено. Для обеспечения нормальной работы БХТ на R134a сегодня российские производители вынуждены покупать масло зарубежных фирм “Мобил", “Кастрол" и др.

Работы Ассоциации по переходу на озонобезопасные технологии неразрывно связаны с работами по повышению энергоэффективности выпускаемой продукции. Дополнительным импульсом к их интенсификации явился Федеральный закон “Об энергосбережении", в развитие которого сегодня действует Федеральная целевая программа “Энергосбережение России". В рамках этой Программы разрабатывается комплекс нормативных документов, направленных на повышение энергетической эффективности всей энергопотребляющей техники, в том числе БХТ.

Парк бытовых холодильников страны потребляет порядка 30 млрд КВт’ Ч электроэнергии в год, что составляет существенную долю в ее производстве, а с учетом растущих цен на электроэнергию затрагивает уже и ощутимую часть затрат населения. Таким образом, повышение энергетической эффективности бытовых холодильников важно и для каждого человека, и для страны в целом.

Принята стратегия перехода на европейскую систему регламентации энергетической эффективности БХТ, основанную на присвоении изделиям класса энергетической эффективности, определяемого по международным стандартизованным методикам сертификационными центрами. В соответствии с этой системой производитель обязан информировать потребителя об энергоэффективности холодильника путем применения обязательной “этикетки эффективности", на которой указываются класс энергетической эффективности изделия и годовой расход электроэнергии.

Госстандартом России приняты два основополагающих документа по этому вопросу: ГОСТ Р 51388-99 "Энергосбережение. Информирование потребителей об энергоэффективности изделий бытового и коммунального назначения. Общие требования" и ГОСТ Р 51565-2000 “Энергосбережение. Приборы холодильные электрические бытовые.

Эффективность энергопотребления. Методы определения.” В стадии разработки находятся другие документы по этой проблеме. ГОСТ Р 51565-2000 установил конкретные сроки разрешенного производства БХТ низших классов энергетической эффективности: класс G - до 01.01.2002 г., класс F - до 01.01.2004 г.

В данном направлении Ассоциация ведет работу в следующей области:

• совершенствование существующих конструкций холодильных агрегатов и компрессоров для работы на R134a и других негорючих озонобезопасных хладагентах с целью достижения характеристик, соответствующих действующим российским стандартам при использовании R12;
• поиск и исследование новых более энергетически эффективных хладагентов, в основном в области углеводородов и их смесей;
• совершенствование схем холодильных агрегатов для реализации преимуществ смесевых азеотропных хладагентов, в том числе смесей углеводородов;
• совершенствование холодильных приборов на основе применения системы плавного регулирования холодопроизводительности компрессоров, что обеспечит оптимизацию энергозатрат и расширит функциональные возможности холодильников в целом.

После глубокого спада промышленного производства заводы Ассоциации начали с середины 90-х годов постепенно наращивать производство бытовых холодильников. С 1996 по 1999 г. общий объем их выпуска вырос в 1,8 раза, номенклатура увеличилась в 1,5 раза и составляет сегодня более 80 типоразмеров, расширился ассортимент и изменилась структура выпускаемой продукции.

В сравнении с 1996 г. выросла доля многокамерных холодильников, в том числе трехкамерных почти в 10 раз, двухкамерных - на 25%. Доля однокамерных холодильников с низкотемпературным отделением практически не уменьшилась и составляет 55%.

При этом выросли объемы низкотемпературных отделений при одновременном снижении в них температуры хранения до -18 °C.

Этим объясняется снижение в структуре производства на 30% доли выпуска отдельных морозильных камер - в виде ларя или шкафа. Резко, в 2,5 раза, увеличилась доля холодильных шкафов для охлаждения и хранения напитков.

Заводы - производители БХТ расширяют номенклатуру продукции, имеющей спрос в сфере торговли, - холодильные шкафы для напитков большой емкости (до 460 л), передвижные лари со стеклянной крышкой, торговые мини-прилавки. Повышающийся спрос на недорогую отечественную продукцию такого назначения обеспечит, по нашим прогнозам, до 50% ежегодного роста этой составляющей структуры производимой продукции.

Заводы Ассоциации расширяют диапазон полезных объемов БХТ.

Если в 1996 г. они занимали нишу от 90 до 330 л, то в 1999 г. она существенно расширилась и составила для компрессионных холодильников от 80 до 460 л, а для морозильных камер нижний порог опустился до 50 л. Сегодня заводы Ассоциации выпускают 16 типоразмеров морозильных камер с полезным объемом от 50 до 300 л.

Освоена широкая номенклатура нетрадиционной холодильной продукции: установки охлаждения молочных продуктов для фермерских хозяйств, передвижные велотермосы, охлаждающие спец-изделия для следственных органов и др.

Неотъемлемой частью работы Ассоциации является взаимодействие с федеральными органами власти, другими ассоциациями.

Сотрудники дирекции входят в состав Межведомственной комиссии по охране озонового слоя и в ее рабочую группу по холодильному сектору. Ассоциация является базовой организацией Подкомитета “Приборы холодильные и кондиционеры” ТК19 Госстандарта России. Работа с Минэкономики России ведется на основе соглашения между Ассоциацией и курирующим департаментом.

Тесные связи с такими зарубежными фирмами, как “Дюпон”, “Эльф Атокем", “Мобил", "Кастрол” , “Сенопласт" и многими другими, обеспечивают получение своевременной зарубежной информации по интересующим проблемам. Организация своих семинаров и участие в работе семинаров, устраиваемых фирмами, обеспечивают возможность всестороннего полезного обсуждения вопросов.

Ассоциация ведет обширную выставочную деятельность в стране и за рубежом, ее представители участвуют практически во всех российских выставках, связанных с бытовой техникой. В 1999 г. Ассоциация выставляла свою продукцию на выставке “Экспортно ориентированная продукция заводов ВПК России", проводимой в Государственной Думе. За активное участие в выставочной деятельности Ассоциация на выставке “Экспортные возможности центра России" в 1999 г. награждена памятной медалью “Экспоцентра” Москвы.

В результате проведенной Ассоциацией работы решены основные научно-технические вопросы перевода ее заводов на озонобезопасные технологии.

Намечены основные направления дальнейших работ по повышению энергетической эффективности холодильников и расширению их потребительских свойств. При этом становится ясным, что дальнейшее продвижение в повышении эффективности БХТ лежит в области применения экологически чистых и энергетически более совершенных углеводородов и их смесей.