Management of refrigerants and CFC destruction technology

Abstract

The conference was organized by the International Institute of Refrigeration with the active assistance of the University of Zagreb. The conference had two sections: Refrigerant Management and CFC Destruction Technologies.

Full Text

(Дубровник, Хорватия, 29-31 августа 2001 г.)

На первой секции были заслушаны два пленарных доклада. Рассмотрению экологических проблем разрушения озонового слоя и глобального потепления климата был посвящен доклад Р. Шенди (R. Shende) «Экологические пределы - климат и озон». В докладе отмечено, что 20-е столетие характеризуется необычайно высоким уровнем технологического развития и ростом антропогенной нагрузки на природу, выражающейся в разрушении озонового слоя Земли и глобальном изменении климата планеты. Последние 30 лет человечество в рамках программы UNEP сокращает использование озоноразрушающих веществ. Кроме того, уже сегодня предпринимаются попытки ограничения эмиссии парниковых газов. Эти меры осуществляются в рамках двух документов: Монреальского и Киотского протоколов. Автор доклада считает, что эти документы взаимосвязаны, поэтому необходимо комплексное выполнение положений обоих документов.

Проблемы организации и проведения холодильного менеджмента были рассмотрены во втором пленарном докладе «Тенденции менеджмента в области хладагентов», представленном Р. Осима и Т. Грофом (R. Oshima и T. Grof) (Австрия). В нем рассмотрены стратегические программы сокращения использования озоноразрушающих веществ при сервисном обслуживании оборудования. Отмечена возможность возврата, восстановления и повторного использования хладагентов. Приведены основные этапы менеджмента и новые тенденции. Обсуждены сложности осуществления программ менеджмента в области хладагентов в развивающихся странах.

На этой секции были также представлены семь докладов, в которых рассматривались различные проекты проведения менеджмента в области хладагентов. Основные составляющие холодильного менеджмента были освещены в докладе Х. Копена (Н. Коерреn) (Франция) «Разработка основных положений менеджмента в области хладагентов». Концепция менеджмента в области хладагентов для холодильных предприятий была разработана UNEP в 1997 г. и ставила целью снижение потребления озоноразрушающих веществ. Результатом должно быть принятие индивидуальных (для каждого государства), согласованных с международными программами комплексных планов.

В настоящее время одобрено более 60 таких проектов.

Основные проблемы развивающихся стран были рассмотрены в докладе «Проведение менеджмента в области хладагентов в развивающихся странах, проблемы и предложения», авторами которого являются Р. Чиконков (R. Ciconkov) (Македония) и Т. Чурко (T. Curko) (Хорватия). К числу таких проблем авторы относят использование старого оборудования с большими утечками ХФУ, отсутствие стимула к применению новых хладагентов ввиду их довольно высокой стоимости, недостаток образовательных программ для обслуживающего персонала. Подчеркивается необходимость поддержки развивающихся стран: обеспечение их оперативной информацией, современным оборудованием, новыми технологиями.

Различные аспекты проблемы выбора «идеального» хладагента для замены R22 в холодильном оборудовании были представлены в докладе А. Йохансона и П. Лундквиста (A. Johansson, P. Lundqvist) (Швеция) «Замена R22 в действующем оборудовании: опыт Швеции». По мнению авторов, основная проблема состоит в том, что для замены R22 нет подходящего чистого вещества. Предлагаемые рынком новые хладагенты — это в основном зеотропные смеси, что, как отмечают авторы, является «ужасом с технической точки зрения для пользователей». В докладе подчеркнуто, что выбор хладагента — это сложная задача, которая должна учитывать не только экологические и экономические факторы, но и удобство эксплуатации оборудования. Выбор хладагента должен осуществляться с позиций снижения потенциала глобального потепления и повышения энергосбережения в холодильных установках.

В докладе С. Новотного (S. Nowotny) (Германия) «Ретрофит в холодильном оборудовании и возврат ХФУ» обсуждались вопросы замены хладагентов в действующем оборудовании. Казалось бы, проблема замены ХФУ в работающем оборудовании уже решена. Но это, по мнению автора, справедливо только для развитых стран, в то время как многие развивающиеся страны к этому процессу еще не приступали. В рамках «плана холодильного менеджмента» в ряде государств приняты программы по возврату и повторному использованию ХФУ в холодильном оборудовании. Такая процедура проще, но при этом увеличиваются утечки хладагента, а следовательно, отрицательное воздействие на окружающую среду.

Несколько докладов было посвящено экспериментальным исследованиям по использованию альтернативных хладагентов в холодильном оборудовании. В двух из них авторы привели характеристики холодильной установки, использующей в качестве рабочего вещества R407C, еще в одном были представлены сравнительные характеристики работы установки на R134a.

В докладе М. Прека (M. Prek) (Словения) «Оценка жизненного цикла холодильного и морозильного оборудования» предлагается заранее анализировать потенциальное экологическое воздействие холодильной системы в течение всего ее жизненного цикла (life cycle assessment). С помощью этого анализа можно определить те периоды жизненного цикла, во время которых воздействие на окружающую среду оказывается наиболее пагубным, а также оценить влияние оборудования на такие экологические факторы, как глобальное потепление, образование кислотных дождей, приземного озона и разрушение озонового слоя.

Новый метод комплексного эколого-энергетического анализа холодильного оборудования и холодильных технологий был предложен в докладе «Новые индикаторы для менеджмента в области хладагентов». Авторы В.П. Железный, П.В. Железный, О.Я. Хлиева (Украина) излагают новую концепцию анализа эффективности использования энергетических ресурсов в холодильном оборудовании, основополагающим принципом которой является полномасштабный учет эмиссии парниковых газов при изготовлении и эксплуатации холодильной техники. Были предложены новые эколого-энергетические индикаторы, которые отражают антропогенное влияние холодильной техники и технологии на окружающую среду, связанное с расходом энергетических ресурсов и потерей сырья при холодильной обработке.

На второй секции конференции рассматривались такие вопросы, какутилизация и разработка термических и химических процессов уничтожения хладагентов, влияние технологий разрушения и устранения влияния ХФУ на окружающую среду, регулирование процессов сбора, устранения и разрушения ХФУ в различных странах.

Первый пленарный доклад на этой секции «Термическое разрушение ХФУ» был представлен Дж. Брэди (J. Brady) (США). В нем обсуждались термические технологии разрушения ХФУ и ГХФУ, при применении которых соблюдаются мировые стандарты загрязнения воздуха. В докладе были рассмотрены различные методы контроля загрязнения воздуха, а также представлена практическая информация по огнеупорным материалам, которые могут быть использованы в топках. Эти материалы устойчивы к образующимся при разрушении хлорфтор-углеродов HCI и HF. Были приведены результаты исследования оборудования по утилизации ХФУ и типовой проект установки по сжиганию ХФУ.

Второй пленарный доклад этой секции «Перспективы ГХФУ и ГФУ» был представлен Ф. Штеймли (F. Steimle) (Германия). Автор акцентировал внимание на сложности выбора «идеального» хладагента, удовлетворяющего таким требованиям, как нулевое значение ODP (потенциал разрушения озонового слоя), низкий вклад в глобальное потепление, пожаробезопасность и нетоксичность. Проанализирована альтернатива - применение ГФУ или использование природных хладагентов. Приведены основные характеристики (в том числе и экологические), по которым должен осуществляться выбор хладагента; представлены основные характеристики ГФУ; рассмотрены перспективы применения в холодильной технике углеводородов, воды, СО₂; большое внимание уделено аммиаку. В докладе проведен также анализ перспектив применения абсорбционных холодильных установок на основе цикла Стирлинга.

В пяти докладах, представленных на секции, были приведены различные технологии уничтожения ХФУ и ГХФУ, причем особое внимание уделялось организации процессов и затратам на извлечение хладагентов, их сбор, транспортировку и разрушение.

Сравнению трех разных методов уничтожения ХФУ был посвящен доклад С. Новотного (S. Nowotny) (Германия) «Разрушение выделенных ХФУ». Одна из технологий основана на сжигании ХФУ при очень высоких температурах, но лучшими с экологической точки зрения автор считает технологии химического разрушения ХФУ с последующим восстановлением и использованием полученных продуктов (соляной и плавиковой кислот или натриевых солей этих кислот).

Результаты исследования разрушения R11 были рассмотрены в докладе М. Ясинского (М. Jasinski) (Польша) «Высокоэффективный плазменный метод разрушения хладагентов». Процесс разрушения осуществлялся при атмосферном давлении в потоке азота либо воздуха с использованием микроволновой плазменной горелки небольшой мощности. Хорошие результаты по производительности и энергопотреблению в сравнении с другими методами позволяют предположить, что рассмотренный метод найдет широкое практическое применение.

Применению низкотемпературной аргоновой плазмы для разрушения хладагентов А. Русински и А. Русович (A. Rucinski, A. Rusowicz) (Польша) посвятили два доклада: «Разложение R22 в свободном потоке аргоновой плазмы» и «Использование дугового разряда при разрушении отходов». В докладах рассмотрена экспериментальная установка, созданная в Варшавском технологическом университете; представлены экспериментальные результаты применения данного метода для уничтожения хладоагентов R12 и R22.

Проблеме выделения и разрушения ХФУ и ГХФ, содержащихся в теплоизоляции холодильных и морозильных камер, был посвящен доклад П. Томлейна и В. Хавелски (P. Tomlein, V. Havelsky) (Словакия) «Технологии выделения ХФУ в изоляции». Отмечено, что современные технологии разрушения и повторного использования теплоизоляции не позволяют утилизовать ХФУ и все вспенивающие хладагенты попадают в атмосферу. Авторы рассмотрели и сравнили несколько методов уничтожения теплоизоляции и повторного использования выделенных материалов (с целью разработки технологии, наносящей наименьший вред окружающей среде. При сравнении учитывались экономические и энергетические факторы. Авторы пришли к выводу, что далеко не все методы переработки теплоизоляции экономически оправданы.

Проблемам выбора альтернативных хладагентов был посвящен доклад Х. Халозана (H. Halozan) (Австрия) «ГФУ или натуральные вещества - что в будущем?». Отмечается, что критериями выбора хладагентов должны быть эффективность, безопасность и экологические факторы. При выборе наиболее подходящего хладагента автор применял критерий TEWI. Приведены характеристики, преимущества и недостатки основных альтернативных «синтетических» и «натуральных» хладагентов.

Разработке мер по уменьшению эмиссии ХФУ, ГХФУ, ГФУ в Нидерландах был посвящен доклад М. Вервоерда (M. Verwoerd) (Нидерланды) «Разработка программы мероприятий по уменьшению эмиссии». Окончательной целью работы являются разработка и принятие пакета программ, выполнение которых приведет к снижению эмиссии парниковых газов. В докладе были рассмотрены наиболее перспективные проекты.

Проблемам глобального потепления климата был посвящен доклад Ф. Буша (F. Busch) (Германия) «Глобальные изменения климата и HVAC&R промышленность». В HVAC&R промышленность входят системы вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха и охлаждения. Автор отмечает, что, хотя Киотский протокол еще не ратифицирован и до сих пор неясны многие аспекты дальнейшего изменения климата, IPCC (Intergovernmental Panel of Climate Change - межправительственная комиссия по климатическим изменениям) приводит достаточно информации о влиянии человеческой деятельности на эти изменения, причем эмиссия СО_? от сжигания ископаемого топлива является основным отрицательным антропогенным фактором. Оборудование рассматриваемой отрасли промышленности использует значительное количество электрической энергии, большая часть которой производится при сжигании топлива. Поэтому стремление повысить энергоэффективность оборудования приведет к значительному снижению эмиссии парниковых газов. Хотя вклад хладагентов в TEWI сравнительно небольшой, тем не менее необходимо очень серьезно относиться к контролю за эмиссией хладагентов, уменьшая утечки из системы, возвращая и повторно используя ГФУ в течение всего жизненного цикла оборудования.

Тематика представленных на конференции докладов лишний раз подчеркивает, что проблема перевода оборудования на экологически безопасные хладагенты является многогранной и до сих пор нерешенной. Особую обеспокоенность у специалистов вызывают такие вопросы, как восстановление, повторное использование и утилизация хладагентов. Утечка компонентов зеотропных смесевых хладагентов из холодильных систем, отсутствие законодательной базы по нормам утечек хладагентов из различных типов холодильного оборудования и недостаточно развитая система сервисного обслуживания могут привести к значительному увеличению эмиссии галоидопроизводных углеводородов.

Вместе с тем переход на использование натуральных хладагентов вряд ли можно однозначно рассматривать как альтернативу применению галоидопроизводных хладагентов. Необходимо соизмерять высокую эффективность применения природных хладагентов с дополнительными затратами на обеспечение мер пожаробезопасности холодильного оборудования в рамках новых, научно обоснованных методов анализа. Таким образом, выбор хладагента должен базироваться на принципах анализа, учитывающих экономическую целесообразность, экологическую чистоту и высокую энергетическую эффективность новых рабочих веществ.

Актуальность представленных на конференции докладов очевидна. Поэтому уже на ближайшей конференции МИХ - «Zero Leakage - Minimum Charge», которая будет проведена 26-28 августа 2002 г. в Стокгольме, рассматриваемые вопросы получат свое дальнейшее развитие.