Холодоагенти з помірним GWP
Через наявність вимог нормативних документів щодо припинення використання холодоагентів з високим GWP, пропонуються багато альтернатив. Існує компроміс між нижчим значенням GWP і горючістю. Для більшості холодоагентів, які використовуються в теперішній час, не існує простих і легких, рішень: горючість залежить від GWP і кількості холодоагенту.
Нижче значення GWP і більша кількість зумовлюють підвищену горючість.
До останнього часу основну увагу приділяли новим ненасиченим фторвмісним речовинам, відомим також як гідрофторолефіни (ГФО), зокрема, R1234yf, R1234ze(E) та R1233zd. Вони характеризуються дуже низькими величинами GWP, негорючі або важкогорючі і належать до групи холодоагентів із зниженою густиною. R1233zd характеризується дуже низьким значенням озоноруйнівного потенціалу (ODP), що дорівнює усього лише декільком відсоткам від відповідної величини для R22, але це залишається проблемою в деяких країнах, таких як Данія.
Для зниження GWP гідрофторвуглеців (ГФВ), що мають більш високу густину, з ними змішують ГФО. Як видно з двох поданих нижче ілюстрацій, пропоновані суміші у межах однієї групи подібні одна до одної, а основні відмінності між ними ґрунтуються на тому, який тип R1234 використовується, і тому, замінником якого саме холодоагенту є суміш.
Класи холодоагентів
Відповідно до ASHRAE 34, холодоагенти поділяються на групи залежно від токсичності і горючості. Холодоагенти групи А1 негорючі і мають низьку токсичність. Холодоагентів групи В3, що характеризуються високими горючістю і токсичністю, які відповідають іншому кінцю шкали, не існує. Вуглеводні, що характеризуються низькою токсичністю і високою горючістю, потребують вжиття спеціальних запобіжних заходів.
З іншого боку, аміак високотоксичний і важкогорючий. Його широко використовують, особливо в промисловому охолодженні, завдяки високій енергоефективності.
Підгрупа A2L складається з холодоагентів з низькою горючістю. Швидкість поширювання полум’я низька (менша за 10 см/с). Ці холодоагенти вже відіграють важливу роль у міру відходу від старих ГФВ, що мають високі GWP.
Хімічний склад і GWP
Існують “за” і “проти” використання холодоагентів, які залежать від виду їх використання. Наскільки придатні схеми підвищення енергоефективності? Чи призначено холодоагент для швидкого вирішення проблеми або він використовується в основному циклі? Що передбачає змінювання будови? Які кліматичні умови мають місце і чи будуть регіональні ринки готові до роботи з холодоагентом? Який вплив матиме текучість з огляду на перспективу проведення регламентних робіт? Чи матиме сенс перехід на один холодоагент або кращою буде стратегія, що передбачає використання двох холодоагентів? На сьогоднішній день очевидно, що холодоагенти підгрупи A2L ефективні і доступні, хоча також очевидно, що буде впроваджено у виробництво величезну кількість нових холодоагентів. Компоненти також наявні або ж, імовірно, з’являться найближчим часом. Для R1234ze застосовні певні спеціальні умови. R1234ze віднесено до холодоагентів підгрупи A2L, але він горючий лише за температур, вищих за 30 ºС. Саме тому EN 378, який гармонізовано з Європейською директивою щодо обладнання, яке працює під тиском (PED), не визнає R1234ze небезпечною речовиною, а відносить його до рідин 2-ї групи згідно з PED. Це має позитивний вплив, оскільки забезпечує уникнення необхідності контролювання матеріалу для виготовлення трубопроводів і компонентів нормованим діаметром до 100 мм, у той час у випадку інших горючих холодоагентів воно необхідне за величини 25 мм.
Однією з найбільш труднощів було розроблення негорючого замінника R410A з низьким GWP. Це було неможливим з використанням молекул, у складі яких наявні атоми водню, вуглецю і фтору, доки не почали використовувати речовини, в молекулах яких наявні атоми йоду. R466A є холодоагентом, призначеним для легкої заміни R410, його GWP становить 730 і він складається з R32, R125 і CF3I. Молекула CF3I, у складі якої є атом йоду, відома як вогнегасна речовина; водночас, величина її ODP така, що ця речовина досі не регулюється Монреальським протоколом. Дослідження щодо сумісності з матеріалами, розроблення та випробування компонентів більшою частиною тривають.
