Разговоры о возможности более строгого соблюдения энергетических стандартов и запрета хладагентов поставили производителей систем в состояние боевой готовности для того, что же произойдёт дальше.
30 июля 2013 года
Доктор Rajan Rajendran, Emerson
Как в США, так и в Европейском Союзе (ЕС), повышенное внимание к хладагентам с низким потенциалом глобального потепления (GWP) формирует правила и вызывает эволюцию конструкций холодильного оборудования производителей оригинального оборудования (OEM). В то время как холодильная промышленность пытается нивелировать всё более жесткие ограничения GWP и утвердиться на следующем поколении альтернативных хладагентов, различные регулирующие условия в США и ЕС заставляют каждый регион разрабатывать уникальную позицию по этим вопросам.
Потребительский спрос на энергоэффективное охлаждение и кондиционирование воздуха в США, в сочетании с нормами чистого воздуха Агентства по охране окружающей среды EPA (Environmental Protection Agency), ведут к технологическим достижениям в области оборудования. С введением Киотского протокола в 2006 году ЕС борется за ещё более строгие экологические инициативы, стремясь снизить выбросы парниковых газов путём увеличения эффективности оборудования и постепенного отказа от фторсодержащих газов (F-газы) и хладагентов, такие как гидрофторуглероды (HFC).
Источники выбросов парниковых газов. С позволения Эмерсон.
Независимо от региона, движение к строгим энергетическим нормам и динамичному обсуждению хладагентов вытекает из желания обуздать загрязнение и минимизировать экологические последствия. В случае возникновения сомнений относительно текучести и актуальность этой дискуссии, помните, что только несколько лет назад основной упор делался на устранение хладагентов на основе хлора, которые были ответственны за разрушение озонового слоя. Будучи практически запрещёнными, гидрохлорфторуглероды (HCFC) являются в настоящее время лишь небольшой частью обсуждения.
Более пристальный взгляд на позиции ЕС и США по регулированию HFC
HFC являются наиболее распространённой группой искусственных F-газов, широко использующихся в различных продуктах, бытовой технике и применениях в секторах кондиционирования воздуха и охлаждения. Первоначально рассматривавшиеся как жизнеспособные заменители озоноразрушающих HCFC, HFC являются негорючими, энергоэффективными продуктами с возможностью вторичной переработки. Тем не менее, HFC обладают высоким GWP и, таким образом, стали предметом внимания регулирующих органов со времени Монреальского протокола.
Потенциал глобального потепления хладагентов в секторе HVACR. С позволения Эмерсон.
В то время как в настоящее время нет международного соглашения о регулировании HFC, ЕС приняла свои нормы по F-газам в 2007 году. Эти нормы помогли ЕС и государствам-членам провести в жизнь процедуры по работе с F-газами, в том числе: надёжное хранение и утилизацию; обучение и сертификацию персонала; производственные отчёты, данные по импорту и экспорту; маркировку продуктов и оборудования, содержащих F-газы; и даже запрет в частных применениях.
F-газы составляют 2% от общего объёма выбросов парниковых газов в ЕС. Но, в отличие от сокращения всех других парниковых газов, выбросы F-газов с 1970 года выросли на 60%. Более того, оборудование и приборы, содержащие F-газы могут иметь продолжительность жизни до 50 лет.
В отличие от ЕС, позиция США по отношению к HFC гораздо менее окончательная. Хотя США признали озабоченность высоким GWP F-газов и предложили поэтапное сокращение GWP к 2030 году, США в настоящее время предпочитают эффективную производительность и ценовые преимущества HFC-хладагентов (например, R410A) недостаткам, связанным с более высоким давлением альтернативных хладагентов и прямым GWP (от утечки хладагента).
В то время как США пристально наблюдают за зыбучим нормативным пейзажем в ЕС, они продолжают всерьёз стремиться к снижению косвенного GWP — стремятся увеличивать эффективность систем и оборудования, снижать потребление энергии и, в конечном итоге, снижать производство углекислого газа. Рассматриваемый в большой экологической картине, косвенный GWP, как результат общего потребления энергии, имеет гораздо больший вклад в изменение климата, чем прямой GWP.
В Европе, разговоры в последнее время перешли от сдерживания и предотвращения выбросов парниковых газов к более решительным мерам. Постоянное рассмотрение норм по F-газам показывает, что ближнесрочные сокращения в конечном итоге приведут в целом к запрещению или ликвидации некоторых из этих нарушителей с высоким GWP. Эта тенденция усилила обсуждения «альтернативных хладагентов», так как промышленность ищет варианты с низким GWP, к которым производители могут перейти без ущерба для безопасности и эффективной работы. Окончательное принятие предлагаемых запретов F-газов в ЕС, конечно, ускорит процесс нормативного движения в США. По крайней мере пока, США приняли выжидательный подход.
Производители стремятся к улучшению энергетической эффективности
С особым упором на сегодняшнее изменение климата и сокращение выбросов парниковых газов, от производителей требуются не только инженерные системы с альтернативными хладагентами, им также поручено производить энергоэффективные конструкции в попытке снизить косвенный GWP. В сущности, производители рассматривают косвенный GWP как функцию эффективности производимого ими оборудования.
Компрессоры являются крупнейшим потребителем энергии в большинстве систем охлаждения и могут быть причиной до 60% от общего энергопотребления системы. В результате технология компрессоров остается в центре инноваций производителей.
В США, компрессорные технологии руководствуются несколькими существующими и предлагаемыми нормами по сокращению потребления энергии. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) поручило увеличить уровень эффективности различного коммерческого оборудования. Кроме того, государственные и федеральные стандарты энергоэффективности, а также различные программы стимулирования, побуждают производителей периодически проводить модернизацию многих своих продуктов.
Новые модели содержат технологии, первоначально разработанные для поддержки безхлорных систем, с широким спектром возможностей, доступных для нескольких приложений. Из них, спиральные компрессоры и электронно-коммутируемые двигатели являются наиболее энергоэффективными вариантами компрессоров и двигателей.
Спиральные компрессоры являются эффективными в процессе адаптации к хладагентам с более высоким давлением типа R410A, как и к хладагентам с более стандартным давлением, таким как R407A, R407C и R407F. И хотя существуют конструкторские проблемы, спиральная технология наиболее легко адаптируется к следующему поколению хладагентов с более высоким давлением и обеспечивает превосходную эффективность по сравнению с другими типами компрессоров. Напротив, большинство поршневых конструкций потребует серьёзного перевооружения и изменения конструкции для работы с более высокими давлениями.
Полугерметичные компрессоры с цифровым управлением в состоянии соответствовать мощности в соответствии с нагрузкой, в зависимости от их применения. С их способностью регулировать производительность в пределах от 10 до 100% от номинальной мощности, эти компрессоры точно соответствуют требованиям системы по нагрузке, потребляя при этом меньше энергии и повышая срок службы компрессора и других компонентов системы. Дополнительные инновации — в том числе системные контроллеры, бортовая диагностика компонентов и мониторинг программного обеспечения — также могут играть роль в снижении общего потребления энергии.
Производители отреагировали на нормы по F-газам проектированием систем, которые уменьшают риск утечки, снижают заряд хладагента, и упрощают проверку герметичности за счёт сокращения числа соединений. Любое оборудование, продаваемое с HFC-хладагентом, должно быть надлежащим образом помечено, с указанием типа и количества хладагента в системе.
Переход оставляет много вопросов без ответов
Пока неясно, какие стандарты энергоэффективности вступят в силу или какие хладагенты с низким GWP получат известность, становится ясно, что США и ЕС должны быть готовы быстро адаптироваться к новым правилам — а производители должны развивать в настоящее время системы чтобы подготовиться к неопределенному нормативному будущему. Некоторые производители уже далеко на этом пути на основе целостного подхода, который признает экологические и экономические последствия доступных вариантов на протяжении жизненного цикла оборудования.
Доктор Rajan Rajendran, Emerson является вице-президентом по инженерным сервисам и устойчивости компании Emerson Climate Technologies. Он отвечает за техническую поддержку производителей и конечных пользователей холодильного бизнеса компании, включая разработку услуг и тестирование.
