Environmental Friendly

Углеводородные хладагенты

Углеводороды стали предпочтительным экологичным природным решением и уже используются в различных бытовых, легких коммерческих системах, кондиционерах, тепловых насосах и даже в медицине. Минимальные инвестиции в компоненты и изменения конструкции предопределяют их использование в традиционных системах охлаждения, изначально предназначенных для ГФУ.

Краткое описание темы:

Изобутан (R600a) и пропан (R290)

С точки зрения химии, углеводород (УВ) - это элементарное соединение, состоящее из водорода и углерода, которое встречается в природе в сырой нефти, природном газе или угле. Это нетоксичная и экологически чистая альтернатива фторуглеродным хладагентам (CFC/HCFC/HFC), которые наносят вред окружающей среде, поскольку связаны с разрушением озонового слоя и парниковым эффектом. Помимо экологических преимуществ, углеводороды дешевле синтетических хладагентов, поскольку они производятся как побочные продукты переработки газа и нефти. УВ работают почти при тех же температурах, что и ГФУ, но с меньшей заправкой. Хорошие термодинамические и физические свойства делают УВ энергоэффективным решением.

Низкий потенциал глобального потепления (GWP)

Углеводороды имеют низкий GWP, нулевой ODP и, согласно стандарту безопасности ASHRAE 34, относятся к группе A3 - легковоспламеняющиеся с низкой токсичностью. Поскольку они являются легковоспламеняющимися с потенциальными последствиями, при проектировании, монтаже, эксплуатации и обслуживании необходимо учитывать меры предосторожности, описанные в различных международных и национальных стандартах.

Изобутан (R600a) широко используется в небольших устройствах, таких как домашние холодильники, морозильники, мини-бары, автомобильная и морская техника. Пропан (R290), с другой стороны, широко используется в коммерческих холодильных установках для общественного питания и розничной торговли, мерчендайзерах, тепловых насосах, кондиционерах и медицинских установках.

  • KLF - Оптимизированный по энергопотреблению пропановый компрессор
  • Secop Propane (R290) Compressors
    NLE - Оптимизированный по энергопотреблению пропановый компрессор
  • Secop Propane (R290) Compressors
    SCE - Оптимизированный по энергопотреблению пропановый компрессор

История хладагентов

Хладагенты постоянно эволюционируют с момента их использования в холодильном оборудовании. Модификация оборудования, потребность в эффективных решениях, а в последние годы - экологические аспекты и аспекты безопасности привели к разработке и использованию новых решений.

На начальных этапах использовались легковоспламеняющиеся и токсичные жидкости, но их опасность не позволяла применять их повсеместно. В начале XX века появились химические невоспламеняющиеся и малотоксичные хладагенты, и наступила эра ХФУ и ГХФУ. Позже, в 1980-х годах, было выявлено негативное влияние химических веществ на озоновый слой, и их использование было регламентировано Монреальским протоколом. Одно из таких веществ - хлор, присутствующий в хладагентах ХФУ и ГХФУ, - стало причиной их постепенного отказа от использования. В качестве замены химические компании выбрали ГФУ. Хотя они не разрушают озоновый слой, хладагенты ГФУ обладают высоким потенциалом глобального потепления и способствуют образованию парниковых газов, которые могут влиять на изменение климата.

Кигальская поправка

Недавно, в 2016 году, эта проблема была решена Кигальской поправкой, предусматривающей постепенное сокращение ГФУ на 80-85% к 2050 году. Все действующие нормы и усилия по защите окружающей среды повысили интерес к хладагентам с низким потенциалом глобального потепления (GWP) и потенциалом разрушения озонового слоя (ODP). Среди "зеленых" хладагентов резко возросло использование углеводородов (HC) и диоксида углерода (CO2). Оба упомянутых хладагента имеют долгую историю применения, поскольку они использовались еще на заре холодильной техники. Их воспламеняемость сегодня очень хорошо отражена в стандартах безопасности, при правильном обращении и в закрытых системах углеводороды зарекомендовали себя как безопасная альтернатива предыдущим поколениям хладагентов.

Важные даты

  • Китай, январь 2030 года - сокращение выбросов ГФУ на 60 % (на данный момент не известны конкретные нормы)
  • Китай, январь 2025 г. - Сокращение выбросов ГФУ на 25 % (на данный момент конкретные нормы не известны)
  • Европа, январь 2022 г. - Запрет на использование ГФУ с ПГП>150 в коммерческих холодильниках и морозильниках
  • США, январь 2021 г. - Запрет R134a в автомобильных кондиционерах
  • США, январь 2020 - Запрет ГФУ во всех системах MBP и автономных системах LBP
  • Европа, январь 2020 - Запрет ГФУ с GWP> 150 в мобильных комнатных кондиционерах
  • Европа, январь 2020 - Запрет ГФУ с GWP> 2500 в коммерческих холодильниках и морозильниках
  • США, январь 2019 - Запрет ГФУ в торговых автоматах и холодильных системах MBP (< 2 200 BTU/h)
  • США, январь 2017 - Запрет ГФУ в системах супермаркетов
  • США, июль 2016 - Запрет ГФУ во всех модернизированных холодильных системах
  • Европа, январь 2015 - Ограничение количества ГФУ для импорта и производства (повышение налогов)
  • Европа, январь 2015 - Запрет ГФУ с ПГП>150 в холодильниках и морозильниках для бытового использования
  • Весь мир, январь 2015 - Полный запрет R12 и начало постепенного отказа от R22

R600a как замена R134a в бытовых холодильниках

  • 1993 г. Выпуск холодильника Greenfreeze, разработанного Гринпис совместно с восточногерманским производителем Foron (бывший VEB dkk Scharfenstein), доказывающего, что R600a, хотя и легковоспламеняющийся, не вызывает проблем в бытовых холодильниках
  • Кампания Greenpeace оказала настолько сильное давление на традиционных производителей (Bosch-Siemens, Liebherr, Miele, AEG, Electrolux, Bauknecht), что они решили ускорить внедрение R600a и постепенно отказаться от недавно введенного R134a
  • Также в 1993 году Danfoss Compressors (Secop) представила компрессоры для R600a
  • Более миллиарда бытовых холодильников по всему миру использовали R600a в 2018 году (по данным ЮНЕП)
  • К 2020 году 75% мирового производства будет основано на R600a

Компрессоры Secop (в то время Danfoss Compressors), работающие на углеводородах, с 1990-х годов

  • Secop TLES5K compressor for R600a from the 1990s
    Secop (компрессоры Danfoss) TLES5K для R600a
  • Secop NL11K compressor for R600a from the 1990s
    Secop (компрессоры Danfoss) NL11K для R600a

Стандарты безопасности

С появлением и постоянным ростом потребления легковоспламеняющихся хладагентов все большее внимание уделяется их безопасности. Как следствие, на них распространяются правила безопасности и законодательство. Это касается не только безопасного обращения с хладагентами и их использования, защиты людей и имущества или обучения, но некоторые стандарты также определяют максимально допустимую заправку для различных типов применения, чтобы обеспечить безопасную работу. В разных регионах и штатах эти нормы различны, и для обеспечения их соответствия законодательству необходимо ознакомиться с ними.

Что такое стандарт?

Стандарт - это официальный документ, обеспечивающий единый уровень продукции и услуг. Международные стандарты представляют собой консенсус национальных комитетов и участников, который обеспечивает руководство по проектированию, использованию, производству, установке, продукции и услугам. Внедрение международных стандартов национальными и региональными органами является добровольным. Каждый орган сам решает, принимать ли его в точной редакции или с поправками, связанными с местными условиями. Соблюдение соответствующих стандартов зависит от производителя компонентов и оборудования, монтажника и специалиста по обслуживанию.

Европейские и международные стандарты

EN378, европейский аналог ISO5149, - это общий стандарт безопасности, применимый к холодильным системам, как стационарным, так и мобильным. Он касается требований безопасности и охраны окружающей среды при проектировании, строительстве, установке, эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте и утилизации холодильных систем и тепловых насосов.

IEC60335-2-89 - это международный стандарт безопасности продукции для коммерческих холодильных приборов со встроенным или удаленным хладагентом или компрессором. Помимо прочего, стандарт устанавливает ограничения по заправке хладагентом, которые отменяют требования общего стандарта ISO5149. Международные стандарты служат ориентиром для национальных стандартов. В ЕС этот стандарт стал EN60335-2-89 и признан всеми странами-членами Европейского союза. Оба стандарта основаны на одинаковых требованиях к содержанию и безопасности, однако EN включает дополнительные требования местного рынка и становится обязательным, если прибор поставляется на европейский рынок.

Стандарт распространяется на такие приборы, как витрины и шкафы для хранения, холодильники и морозильники, прилавки и под прилавками, шкафы шоковой заморозки и холодильники, а также коммерческие льдогенераторы. Бытовые, промышленные холодильные установки, торговые автоматы, вендинговые аппараты, аппараты для производства мороженого, лабораторное оборудование, холодильные камеры, используемые в автомобилях, лодках и мобильных устройствах, не входят в данный стандарт и регулируются собственными нормами.

Международный пересмотр, включающий более высокие пределы заряда

В 2019 году Международная электротехническая комиссия (МЭК) выпустила пересмотренный вариант стандарта МЭК 60335-2-89, который включает повышенные пределы заправки легковоспламеняющихся хладагентов в автономных коммерческих приборах. Это было сделано для того, чтобы облегчить использование легковоспламеняющихся хладагентов и открыть пространство для дополнительных приборов в рамках движения к "зеленым" решениям.

Стандарт охватывает все классы безопасности, но с различными ограничениями, установленными как 13*LFL (низкий предел воспламеняемости), с максимальной заправкой не более 1,2 кг. Для пропана и изобутана в классе безопасности A3 это означает 500 г, а для классов A2 и A2L - 1 200 г на один контур. Для более высокого заряда определены дополнительные требования и меры безопасности. К ним относятся герметичность холодильного контура, защита хладагентосодержащих частей от доступа, конструкция прибора, предотвращающая чрезмерную вибрацию, и маркировка прибора с указанием минимальной площади, на которой он может быть установлен.

Европейское обновление

В Европе стандарт EN60335-2-89 был обновлен в августе 2022 года, и в настоящее время продолжается его гармонизация с Директивой по машинному оборудованию 2006/42/EC. До завершения процесса и выпуска законодательной документации необходимо сохранить текущий предел для легковоспламеняющихся хладагентов на уровне 150 г, а в случае необходимости более высокой заправки необходимо провести оценку рисков и следовать требованиям общего стандарта EN378 для обеспечения учета всех опасностей.

Различия в принятии стандарта IEC60335-2-89 национальными органами власти, разные сроки и разное содержание (адаптированное к местным требованиям) могут привести к трудностям в выборе стандарта, который должен применяться и какое требование должно быть выполнено при продаже приборов на разных территориях.

Европейский Союз (ЕС) - Постановление 517/2014 о фторированных парниковых газах (F-Gas)

Регламент F-Gas, действующий с 2015 года, является европейской директивой, направленной на сокращение выбросов фторированных парниковых газов и защиту окружающей среды. Для достижения этой цели предусмотрены следующие меры: правила и ограничения использования F-газов, ограничение на размещение на рынке продуктов, содержащих F-газы, и их квоты. Постановление предполагает сокращение выбросов на две трети к 2030 году по сравнению с уровнем 2014 года. Регулирование затрагивает ГФУ из-за высокого потенциала глобального потепления и является мощным стимулом для перехода на альтернативы с низким ПГП.

В сегменте холодильного оборудования регулирование привело к запрету ГФУ в новом и обслуживаемом оборудовании, где были доступны менее вредные альтернативы:

Январь 2015 г

  • бытовые холодильники и морозильники с ПГП 150 и более

Январь 2020 г

  • Герметичные холодильники и морозильники для коммерческого использования с GWP 2500 или более (запрет R404A)
  • Стационарное холодильное оборудование, которое содержит или функционирование которого зависит от ГФУ с ПГП 2500
  • Запрет на обслуживание или ремонт холодильного оборудования с объемом заправки 40 тоннCO2 с GWP 2500 или более
  • Запрет не распространяется на регенерированные или переработанные ГФУ газы, которые разрешено использовать до 1 января 2030 года.

Январь 2022 г

  • Герметично закрытые холодильники и морозильники для коммерческого использования с ПГП 150 или более (запрет на R134a)
  • Хладагенты менее 2500 GWP по-прежнему разрешено использовать в приборах, не предназначенных для коммерческого использования в холодильниках и морозильниках, но при этом на них распространяются имеющиеся квоты.
  • Хладагенты свыше 2500 GWP по-прежнему разрешено использовать в приборах, предназначенных для охлаждения продуктов до температуры ниже -50°C

Оценка принятых мер показала успешность регулирования в снижении выбросов. В апреле 2022 года Европейская комиссия опубликовала положение о новом предложении, которое продлевает и ужесточает систему квот на поставку ГФУ на рынок, вводит новую квоту на их производство, продлевает запрет на использование оборудования, содержащего F-газы, усиливает штрафные санкции или разрешает автоматический таможенный контроль за поставками. Он направлен на обеспечение соответствия Монреальскому протоколу, Европейскому зеленому соглашению и Европейскому климатическому законодательству.

Европейский парламент пересмотрел предложение и представил свою позицию по изменению правил. Позиция ужесточает требования к размещению продуктов, содержащих F-газы, при наличии технологически и экономически обоснованных альтернатив (включая сектор тепловых насосов) и их полному отказу от использования к 2050 году, предлагает более строгие сроки, после которых размещение продуктов, содержащих F-газы, на рынке будет невозможным независимо от их значения GWP.

В мае 2023 года Европейская комиссия, Европейский парламент и Совет начали переговоры, чтобы согласовать окончательную формулировку обновленного регламента. Ожидается, что окончательный документ будет выпущен в 3 квартале 2023 года и будет действовать с 2024 года.

 

  • BD Nano компрессор постоянного тока для изобутана
  • Secop ULT condensing unit
    Конденсационная установка ULT постоянного тока для пропана, этана

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) - Политика значительных новых альтернатив (SNAP)

Политика значительных новых альтернатив (SNAP) - охлаждение и кондиционирование воздуха Агентства по охране окружающей среды США (EPA) - это программа, направленная на оценку и регулирование озоноразрушающих веществ в различных секторах и областях применения. В соответствии с Монреальским протоколом, использование ХФУ запрещено с 1989 года. Кроме того, Киотский протокол объявил о сокращении использования ГХФУ в 1997 году. Программа SNAP является частью Плана действий по защите климата и принимает решения, основываясь на общем понимании воздействия на окружающую среду и здоровье человека, а также на текущих знаниях о доступных заменителях. Частью политики также является обязательство запретить использование заменителя, если EPA нашло подходящую замену.

Программа SNAP предназначена для:

  • выявить и оценить заменители в конечных областях применения, где исторически использовались озоноразрушающие вещества (ОРВ);
  • рассмотреть общий риск для здоровья человека и окружающей среды как существующих, так и новых заменителей;
  • публиковать списки приемлемых и неприемлемых заменителей по видам конечного использования;
  • содействовать использованию приемлемых заменителей; и
  • предоставлять общественности информацию о потенциальном воздействии заменителей на окружающую среду и здоровье человека.

(Источник: Агентство по охране окружающей среды)

Программа SNAP сделала важный шаг к снижению риска для здоровья человека и окружающей среды, обновив список затронутых конечных видов использования. Важным шагом для промышленности стало включение легковоспламеняющегося углеводорода пропана (R290) в список допустимых хладагентов для ряда применений, таких как автономные коммерческие льдогенераторы, водоохладители и сверхнизкотемпературное холодильное оборудование. Кроме того, EPA освободило пропан от запрета на вентиляцию в соответствии с разделом 608 Закона о чистом воздухе (CAA), тем самым подтвердив, что пропан не представляет угрозы для окружающей среды, поскольку воздействие R290 на качество воздуха относительно минимально. Даже в худшем случае пропан не оказывает большего общего воздействия на здоровье человека и окружающую среду по сравнению с другими хладагентами, которые включены в список допустимых для коммерческих льдогенераторов, водоохладителей и очень низкотемпературного холодильного оборудования.

EPA регулярно анализирует заменители с точки зрения риска для окружающей среды и здоровья. Они классифицируются как приемлемые, неприемлемые или приемлемые по условиям использования. Альтернатива считается неприемлемым заменителем, если существует или потенциально может существовать другой. Список заменителей по секторам опубликован на сайте:

www.epa.gov/snap/snap-substitutes-sector.

Пропилен и R-443A по-прежнему числятся в списке неприемлемых

EPA включило пропилен (R-1270), а также смешанный хладагент R-443A в список неприемлемых альтернатив для новых холодильных складов, где утечки в системах охлаждения являются большой проблемой. Причина включения в этот список кроется не в разрушении озонового слоя и не в потенциале глобального потепления. В дополнение к этим двум факторам EPA также оценивает потенциальное воздействие пропилена и трех компонентов R-443A на качество местного воздуха. Фотохимическая реакционная способность пропилена, который также является одним из трех компонентов R-443A, намного выше, чем у двух других HC. Это означает, что пропилен как ненасыщенная молекула значительно более реакционноспособен в атмосфере, чем, например, пропан.

Американский закон об инновациях и производстве (AIM)

Закон AIM, действующий с декабря 2020 года, уполномочивает Агентство по охране окружающей среды США (EPA) управлять, сокращать и ограничивать использование ГФУ, сильнодействующих парниковых газов, на американском рынке. Закон AIM приводит к сокращению производства и потребления ГФУ хладагентов с высоким ПГП на 85% к 2036 году по сравнению с базовым уровнем 2022 года:

  • Январь 2022 года: 10 % поэтапное сокращение
  • Январь 2024: 40% поэтапный отказ
  • Январь 2029: 70% поэтапное сокращение
  • Январь 2034: 80% поэтапное сокращение
  • Январь 2036 г.: окончательный отказ от 85%

Для достижения поставленной цели были определены три основные области, на которых должно сосредоточиться EPA:

  1. ограничение и поэтапное сокращение производства и потребления ГФУ (Программа распределения разрешений);
  2. управление ГФУ и их заменителями путем установления правил, контролирующих использование и повторное применение ГФУ, минимизирующих их выбросы и максимально увеличивающих их рекультивацию; и
  3. содействовать переходу к технологиям следующего поколения с помощью отраслевых ограничений и ограничивать использование ГФУ в определенных секторах, где уже имеются или скоро появятся заменители с более низким ПГП (Программа перехода к технологиям).

Гидрофторуглероды (ГФУ) - это парниковые газы, используемые во многих отраслях промышленности и сферах применения, таких как охлаждение, кондиционирование воздуха, строительство, системы пожаротушения, пенопласты и аэрозоли. Потенциал нагревания ГФУ сильно варьируется в зависимости от химического состава.

Окончательное правило о поэтапном отказе от гидрофторуглеродов, опубликованное EPA в октябре 2023 года, устанавливает распределение квот и ограничивает использование, продажу, установку, распространение, экспорт и импорт ГФУ с высоким ПГП в новых аэрозолях, пенах, холодильных установках, кондиционерах, тепловых насосах и оборудовании. Он также ограничивает торговлю продуктами с высоким ПГП через три года после вступления в силу даты ограничения. Ограничения не распространяются на любые существующие продукты и системы, а также на торговлю компонентами, используемыми для ремонта существующих систем.

Программа технологического перехода устанавливает максимальный предел ПГП для ГФУ или их смесей, которые разрешены к использованию. Для некоторых подсекторов EPA перечислило конкретные ГФУ или их смеси, использование которых ограничено. Сроки соблюдения и предельные значения ПГП зависят от продукта и системы, а также от сектора и подсектора. Первое ограничение вводится в январе 2025 года, а последнее - в январе 2028 года. Если продукт определяется как функциональный после выхода с завода, а система собирается из нескольких компонентов и заряжается на месте.

Сроки соблюдения и ограничения ПГП в новых автономных холодильных установках, кондиционерах и тепловых насосах для отдельных продуктов и систем:

Январь 2025 года:

  • Стационарные бытовые и легкие коммерческие кондиционеры и тепловые насосы, GWP 700
  • Бытовые холодильники и морозильники, GWP 150
  • Торговые автоматы, GWP 150
  • Холодильное оборудование для розничной торговли продуктами питания - автономные установки, GWP 150
  • Кондиционирование воздуха в автотранспорте - малотоннажные пассажирские автомобили, GWP 150, модельный год 2025, но не ранее, чем через год после публикации в Федеральном реестре
  • Рефрижераторный транспорт - дорожные и морские автономные установки, запрещенные вещества R-402A, R-402B, R-404A, R-407B, R-408A, R-410B, R-417A, R-421A, R-421B, R-422A, R-422B, R-422C, R-422D, R-424A, R-428A, R-434A, R-438A, R-507A, R-125/290/134a/600a (55/1/42.5/1.5), RS-44 (формулировка 2003 года), GHG-X5

Январь 2026 г:

  • Самостоятельные автоматические коммерческие льдогенераторы, GWP 150

Январь 2027 г:

  • Центры обработки данных, кондиционирование воздуха в компьютерных залах, охлаждение оборудования информационных технологий, ПГП 700
  • Розничная торговля продуктами питания - холодильное оборудование для обработки и раздачи продуктов питания с 500 г хладагента или менее и вне области применения UL621, издание 7, GWP 150
  • Розничные продукты питания - холодильное оборудование для обработки и раздачи продуктов питания с более чем 500 г хладагента и вне области применения UL621, издание 7, запрещенные вещества, перечисленные в Примечании 1
  • Автономные автоматические коммерческие льдогенераторы - порционного типа с производительностью свыше 1 000 фунтов и непрерывного типа с производительностью, запрещенные вещества, перечисленные в Примечании 2

Январь 2028 г:

  • Кондиционеры воздуха для автотранспорта - среднетоннажные пассажирские автомобили, тяжелые пикапы, полноразмерные тяжелые фургоны, GWP 150, модельный год 2028
  • Розничная торговля продуктами питания - холодильное оборудование для обработки и раздачи продуктов питания - аппараты для производства мороженого в соответствии с UL621 издание 7, запрещенные вещества, перечисленные в Примечании 1

Примечание 1: R-402A, R-402B, R-404A, R-407A, R-407B, R-407C, R-407F, R-407H, R-408A, R-410A, R-410B, R-411A, R-411B, R-417A, R-417C, R-420A, R-421A, R-421B, R-422A, R-422B, R-422C, R-422D, R-424A, R-426A, R-427A, R-428A, R-434A, R-437A, R-438A, R-507A, HFC-134a, HFC-227ea, R-125/290/134a/600a (55/1/42.5/1.5), RB-276, RS24 (рецептура 2002 года), RS-44 (рецептура 2003 года), GHG-X5, Freeze 12
Примечание 2: R-402A, R-402B, R-404A, R-407A, R-407B, R-407C, R-407F, R-408A, R-410A, R-410B, R-411A, R-411B, R-417A, R-417C, R-420A, R-421A, R-421B, R-422A, R-422B, R-422C, R-422D, R-424A, R-426A, R-428A, R-434A, R-437A, R-438A, R-442A, R-507, R-507A, HFC134a, R-125/290/134a/600a (55/1/42.5/1.5), RB-276, RS-24 (рецептура 2002 года), RS-44 (рецептура 2003 года), GHG-X5, G2018C, Freeze 12

Для обеспечения соблюдения правил все новые продукты и компоненты, в которых используются ГФУ с высоким ПГП, должны быть промаркированы, а о производстве или импорте таких продуктов и компонентов должно быть сообщено в EPA. На этикетке должны быть указаны название ГФУ или его смеси, дата изготовления или, как минимум, четырехзначный год, а также емкость заправки хладагента. В автономных автоматических коммерческих льдогенераторах должна быть указана скорость сбора урожая.

Будучи федеральным законом, AIM Act применяется во всех штатах США. Помимо законодательных актов, некоторые штаты приняли свои собственные правила, выходящие за рамки требований EPA SNAP.

UL60335-2-89

Стандарт устанавливает требования безопасности к дизайну, конструкции и работе коммерческих приборов, включая требования к электрической, механической и тепловой безопасности. К коммерческим приборам относятся - хранилища и витрины для продуктов питания и напитков в ресторанах, продуктовых и круглосуточных магазинах, а также льдогенераторы. Соблюдение стандартов безопасности обеспечивает безопасное использование и эксплуатацию приборов и предотвращает несчастные случаи.

В октябре 2021 года лаборатория Underwriters Laboratory (UL) выпустила второе издание стандарта безопасности UL60335-2-89 с более высокими пределами заправки для хладагентов A3 (углеводороды) и A2L, что расширяет их использование в коммерческих приложениях. Предыдущее ограничение составляло 150 г. Максимально допустимое количество хладагента для автономного коммерческого применения зависит от типа изделия и его конструкции.

Для открытых приборов без дверец загрузка увеличена до 13* LFL, что составляет 500 г R290, а для закрытых приборов с дверцами или ящиками - до 8*LFL, что составляет 300 г R290.

Если говорить о хладагентах A2L, разрешенных или предлагаемых для использования в полном объеме или при определенных условиях в точно указанных областях применения, то их несколько, например, R32, R1234yf, R454A, R454B, R454C, R455A, R516A, R1234ze(E). Поскольку группа охватывает широкий спектр хладагентов, максимальные пределы заправки не установлены, а должны быть рассчитаны исходя из характеристик хладагента и конструкции оборудования - открытого или закрытого, с дверцами или ящиками.

При увеличении заправки были определены особые требования к безопасному использованию легковоспламеняющихся хладагентов. Они касаются предотвращения утечек - герметичные системы, коррозионностойкие материалы, конструкция соединений, использование оборудования для обнаружения утечек и адекватной вентиляции для снижения опасных концентраций, контроль источников воспламенения и использование защитных элементов, пламегасящих крышек или безыскровых компонентов. Оборудование, использующее легковоспламеняющиеся хладагенты, должно быть помечено этикеткой с информацией о типе хладагента, количестве заправки и соответствующими предупреждениями о безопасности.

Второе издание UL60335-2-89, основанное на международном стандарте IEC60335-2-89:2019, охватывает все текущие изменения на рынке и облегчает доступ к глобальному рынку. Для гармонизации с последним изданием, стандарты для коммерческих холодильных приборов и льдогенераторов (перечисленные ниже) должны быть заменены на UL60335-2-89:

  • UL412 - Холодильные агрегаты
  • UL471 - Торговое холодильное оборудование, который допускал 150 г A3 и 500 г A2L
  • UL427 - Холодильные агрегаты
  • UL563 - Льдогенераторы
  • UL1995 - Нагревательное и охлаждающее оборудование
  • CSA c22.2 No. 120 - Холодильное оборудование

Это означает, что после 29 сентября 2024 года все новое оборудование, на которое ранее распространялись указанные стандарты, должно будет соответствовать UL60335-2-89 и быть сертифицировано по нему.

Сертификация приложений, выполненная на основе вышеупомянутых стандартов, будет действительна до следующей технической переоценки, которая должна соответствовать требованию UL60335-2-89.

Внедрение приборов с повышенным содержанием легковоспламеняющихся хладагентов на рынке США и Канады должно осуществляться в соответствии с нормами и правилами, такими как EPA SNAP, Ashrae 15 или государственные и местные строительные нормы и правила, которые должны утвердить и включить обновления UL60335-2-89 во втором издании и использование легковоспламеняющихся хладагентов.

  • KLF - Оптимизированный по энергопотреблению пропановый компрессор, 115-127 В, 60 Гц
  • Secop SCE15MNX Propane Compressor
    SCE - Оптимизированный по энергопотреблению пропановый компрессор, 103-127, 60 Гц

Хладагенты - натуральные, полунатуральные, синтетические и смеси

Хладагент - это жидкость, которая переносит тепло в холодильной системе и охлаждает ее содержимое. По химическому составу хладагенты делятся на группы:

  • ХФУ - хлорфторуглероды (R12)
  • ГХФУ - гидрохлорфторуглероды (R22)
  • ГФУ - гидрофторуглероды (R134a, R404A)
  • HFO - гидрофторолефины (R1234yf)
  • HC - углеводороды (R290, R600a)

Различные химические составы оказывают разное воздействие на окружающую среду. Некоторые химические вещества, присутствующие не только в хладагентах, были определены как вредные для окружающей среды, поскольку они разрушают озоновый слой стратосферы и создают парниковый эффект. Две характеристики, потенциал разрушения озона (ODP) и потенциал глобального потепления (GWP), являются основными двумя измеряемыми категориями для мониторинга изменений в атмосфере и качества воздуха.

GWP - это мера способности хладагента задерживать тепло в атмосфере в течение определенного периода времени по сравнению с углекислым газом. Более высокое значение GWP способствует большему глобальному потеплению.

ODP - это показатель способности хладагента разрушать молекулы озона в верхних слоях атмосферы. Чем ниже значение ODP, тем меньше хладагент разрушает озоновый слой.

Вступил в силу ряд нормативных актов, направленных на отказ от использования опасных для окружающей среды веществ и снижение общего потребления электроэнергии.

Монреальский протокол, действующий с 1987 года, - это глобальное экологическое соглашение, регулирующее производство и потребление химических веществ, вызывающих разрушение озонового слоя. Один из них, хлор, присутствующий в хладагентах групп CFC и HCFC, стал причиной их постепенного отказа от использования.

Гидрофторуглеродные хладагенты, разработанные для замены стратосферных озоноразрушающих веществ CFC и HCFC, имеют значение ODP, равное нулю или близкое к нулю. Хотя ГФУ не наносят вреда озоновому слою, они обладают высоким потенциалом глобального потепления, поскольку способствуют образованию парниковых газов, влияющих на изменение климата. Этот факт был обнаружен после принятия Монреальского протокола и недавно был учтен Кигальской поправкой, вступившей в силу с января 2019 года. Страны, ратифицировавшие Кигальскую поправку, договорились о постепенном сокращении фторированных парниковых газов (ГФУ).

После запрета ХФУ, ГХФУ и ГФУ в холодильном сегменте осталось три возможных варианта: Смеси ГФУ и ГФО, ГФО и натуральные хладагенты, такие как углеводороды (HC).

Углеводороды

Соединения водорода и углерода без запаха, встречаются в окружающей среде естественным образом. По сравнению с синтетическими хладагентами, они экологически чистые, безвредные, с нулевым ODP и очень низким GWP. УВ работают почти при тех же температурах, что и ГФУ, и с меньшей заправкой. Хорошие термодинамические и физические свойства делают УВ энергоэффективным решением. Недостатком является их воспламеняемость и повышенные требования к безопасности (класс безопасности A3).

Компания Secop была одним из первых последователей использования углеводородов в качестве хладагента и считает, что наиболее эффективными и экономичными веществами для использования в холодильных приборах являются изобутан (R600a) и пропан (R290).

Из-за ограничений по холодопроизводительности R600a рекомендуется использовать в небольших устройствах, таких как домашние холодильники и морозильники, мини-бары и винные охладители. Он также применим для мобильного охлаждения, включая холодильники и морозильники для автомобильной и морской промышленности, охлаждающие переносные боксы, а также продукты с питанием от солнечных батарей и/или аккумуляторов.

Хладагент R290 с его эффективностью хорошо подходит для легкой коммерческой техники в сфере общественного питания и розничной торговли продуктами питания, холодильников, морозильников, мерчендайзеров, техники для супермаркетов, а также в растущем медицинском сегменте.

R600a и R290, благодаря своей эффективности и в зависимости от конструкции системы, требуют на 40-50% меньшего количества хладагента по сравнению с другими хладагентами. Из-за их воспламеняемости и взрывоопасности объем хладагента ограничен стандартами и может варьироваться в зависимости от региона. При соблюдении надлежащих мер предосторожности и осторожности нет причин беспокоиться о них. Минимальные инвестиции в компоненты и изменения конструкции предопределяют их использование в обычных системах охлаждения, изначально рассчитанных на ГФУ.

Гидрофлюроолефины

(HFO), как и ГФУ, химически состоят из водорода, фтора и углерода, но имеют относительно низкий ПГП и не оказывают никакого воздействия на озоновый слой, что делает их более экологичными. ГФО не задерживают тепло в нашей атмосфере и не способствуют глобальному потеплению. Однако они классифицируются как слабовоспламеняющиеся, имеют класс безопасности A2L и связаны с проблемами окружающей среды и здоровья человека. Типичным представителем является R1234yf, который уже был одобрен Secop для использования в автомобильных кондиционерах, мини-барах или грузовых рефрижераторах.

Смеси ГФУ/ГФО

представляют собой комбинацию хладагентов HFC и HFO и обеспечивают такие же характеристики, как и HFC, но при этом оказывают меньшее воздействие на окружающую среду. Многие из них имеют умеренное скольжение и были разработаны для замены ГФУ хладагентов. Была проведена верификация альтернативных хладагентов в существующих компрессорах Secop. R452A, R449A, R448A были одобрены как замена R404A/R507, а R513A - как замена R134a для некоторых моделей. Отмечались более низкая производительность охлаждения, более высокое потребление энергии, более высокие рабочие давления и температуры, а также ограничения в эксплуатации. При надлежащей оптимизации системы они могут надежно работать в течение многих лет. Эксплуатация ЛБП с R448A и R449A вообще не рекомендуется из-за очень высоких внутренних температур при нормальных условиях нагрузки. Упомянутые выше смеси относятся к разным группам безопасности: R513A, R452A, R449A и R448A относятся к группе безопасности A1 (невоспламеняющиеся), в то время как R454C, R455A классифицируются как A2L (слабовоспламеняющиеся).

Бюллетени о продукции Secop

Легковоспламеняющиеся хладагенты

Хладагент - это легковоспламеняющийся газ, который при контакте с источником воспламенения (электрические искры, пламя, статическое электричество) может воспламениться или загореться и вызвать пожар. Нижний (LFL) и верхний (UFL) пределы воспламеняемости определяют способность вещества создавать пламя при определенных условиях. Эти пределы определяют диапазон концентраций, в котором вещество воспламеняется в воздухе. Ниже LFL концентрация слишком мала для горения или взрыва, выше UFL концентрация слишком богата или ей не хватает кислорода для горения или взрыва. При правильном обращении, использовании и хранении риск возгорания хладагента невелик. Пользователи, производители, монтажники и все другие лица, контактирующие с легковоспламеняющимися хладагентами, должны соблюдать правила безопасности.

Воспламеняющиеся хладагенты имеют низкий потенциал глобального потепления, нулевой потенциал разрушения озонового слоя, широко доступны и недороги. Несмотря на то, что они легко воспламеняются, они широко используются в холодильном оборудовании и кондиционерах благодаря своей энерго- и экономичности, а также высокому качеству.

Типичными легковоспламеняющимися хладагентами, используемыми в легкой коммерческой и бытовой технике, являются R290 и R600a или R1234yf, применяемые в автомобильных системах кондиционирования, минибарах и грузовых рефрижераторах.

 

Основные огнеопасные свойства хладагентов:
Хладагент R600a R290 R1234yf
Нижний предел воспламеняемости 1.5% по об.
(38 г/м3)
2.1% по объему.
(39 г/м3)
6.5% по объему.
(72 г/м3)
Верхний предел воспламеняемости

8.5% по объему.
(212 г/м3)

9.5% по объему.
(171 г/м3)

12.3% по
(135 г/м3)об.

Температура автоматического воспламенения 460°C 470°C 405°C

 

ASHRAE 34 или ISO 817 классифицируют хладагенты по группам безопасности в зависимости от их воспламеняемости и токсичности:
Группа безопасности
Более высокая воспламеняемость A3 B3
Легковоспламеняющиеся A2 B2
Низкая воспламеняемость A2L B2L
Отсутствие образования пламени A1 B1
Низкая токсичность Более высокая токсичность

 

Основное различие между A2 и A2L, соответственно B2 и B2L, заключается в способности хладагента создавать пламя. Хладагенты группы *L горят, но скорость их горения ниже 10 см/с, что меньше, чем у A2 или A3. Они трудно воспламеняются и самозатухают.

Все легковоспламеняющиеся хладагенты требуют при проектировании и эксплуатации системы соблюдения мер предосторожности. Они могут использоваться только в новых установках и не могут рассматриваться как альтернатива существующим системам на основе ГФУ. Электрооборудование должно соответствовать стандарту IEC/EN 60079-15, не должно искрить или должно быть защищено кожухом.

Для предотвращения пожароопасных ситуаций, вызванных воспламеняющимися хладагентами, были приняты соответствующие стандарты, ограничивающие размер заправки. В разных регионах и штатах они различны, и для того, чтобы убедиться в соблюдении законных требований, необходимо обратиться за консультацией. Если требуется более высокая заправка, необходимо провести анализ рисков, чтобы выявить и проанализировать все потенциальные риски и доказать безопасность продукта. Необходимо учитывать количество заряда и источники воспламенения в месте установки прибора.

Стандарты безопасности, такие как ISO5149 или EN378, устанавливают требования к проектированию, производству, установке и эксплуатации систем, использующих легковоспламеняющиеся хладагенты, с целью минимизации риска взрыва.

Компрессоры Secop для легковоспламеняющихся хладагентов маркируются желтой предупреждающей этикеткой, даже если они не содержат хладагента при выходе с завода.

Заправка хладагента

Заправка хладагентов должна производиться аккуратно и точно. Она может производиться по весу или объему. В случае с легковоспламеняющимися хладагентами рекомендуется использовать метод взвешивания, так как количество заправляемого хладагента невелико. Тип хладагента и его количество указывается производителем холодильника на этикетке, в техническом паспорте, каталоге или другой документации. Оптимальное количество заправки определяется в ходе тестирования при нормальных условиях работы и стандартной окружающей среде.

Действующее европейское законодательство EN60335-2-89 ограничивает максимальное количество хладагента, допустимое в продукте для снижения опасности воспламенения и риска токсичности, 150 г. Такое количество позволяет охватить большинство встраиваемых коммерческих приложений - мерчендайзеры и розничную торговлю продуктами питания. Удаленные системы не подпадают под действие этого стандарта, а соответствуют EN378 с другими критериями, без ограничений по заправке, но с другими определенными правилами безопасности.

Увеличение заряда HC

Международная электротехническая комиссия (IEC) своим последним пересмотром глобального стандарта безопасности IEC60335-2-89 с 2019 года разрешает более высокую заправку легковоспламеняющимися хладагентами в автономных коммерческих холодильных устройствах. Движение в сторону экологических решений в сочетании с требованиями к более высокой заправке послужило причиной введения разрешения на увеличение заправки. Стандарт является добровольным и вступит в силу только после принятия и интеграции региональными органами.

Пересмотр распространяется на все классы безопасности, но с другим пределом, который изменился на 13*LFL. Для одиночных контуров пределы заправки увеличены со 150 г до 500 г для хладагентов класса безопасности A3 (R290, R600a) и со 150 г до 1200 г для классов безопасности A2 и A2L (R1234yf, R454C, R455A). Стандарт распространяется на такие приборы, как витрины и шкафы для хранения, холодильники и морозильники, прилавочные и подприлавочные установки, камеры шоковой заморозки и шоковые холодильники, а также коммерческие льдогенераторы. Все остальные приборы, такие как торговые автоматы, аппараты для приготовления мороженого, лабораторное оборудование и бытовые холодильники, соответствуют собственным стандартам.

Новый пересмотр также определяет дополнительные требования и меры безопасности при использовании более высоких зарядов, чтобы не создавать больший риск для пользователя. К ним относятся герметичность холодильного контура, защита частей, содержащих хладагент, от доступа, конструкция, предотвращающая чрезмерную вибрацию, и маркировка прибора с указанием минимальной площади, на которой он может быть установлен.

Установка и обслуживание

Монтаж, обслуживание и ремонт систем с легковоспламеняющимися хладагентами должны выполняться надлежащим образом обученным персоналом. Это включает в себя знание инструментов, транспортировки компрессора и хладагентов, а также соответствующих правил и мер предосторожности.

Во время обслуживания существует вероятность утечки хладагента. Любые потенциальные источники возгорания должны быть устранены, а пространство должно быть надлежащим образом проветрено воздухом или с помощью вентилятора. Зона должна быть обозначена предупреждающим символом и контролироваться с помощью детектора утечки, предназначенного для конкретного хладагента, чтобы убедиться, что концентрация хладагента не превышает предельных значений. В помещении должны быть доступны огнетушители. Всегда необходимы средства индивидуальной защиты (СИЗ), перчатки, очки и салфетки.

Переоборудование существующей системы с ГХФУ и ГФУ на R600a и R290 не допускается, так как система не одобрена для работы с легковоспламеняющимися хладагентами, а электробезопасность также не проверена в соответствии с действующими стандартами.

Обслуживание компрессоров R600a, R290 - шаг за шагом

Компания Secop совместно с VULKAN Lokring - производителем беспаечных трубных соединений для холодильной промышленности и кондиционирования воздуха - выпустила учебный фильм "Обслуживание компрессоров R600a, R290 - шаг за шагом". Обслуживание и ремонт систем R600a и R290 под силу квалифицированным и хорошо подготовленным сервисным специалистам.

Руководство по применению Secop для R600a и R290