LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 12
(всего 17)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

EN 378). Самый важный вопрос, с которым столкнется произво- использования СО2 в охладителях вместо ГФУ. До настоящего
дитель при рассмотрении вопроса о применении углеводородных времени не было никакого коммерческого применения СО2 в
хладагентов, заключается в определении приемлемого уровня охладителях.
риска и связанной с этим ответственности.
Привлекательной альтернативой является вода, поскольку она
СО2 обладает рядом желательных качеств как хладагент: доступ- характеризуется отсутствием токсичности и воспламеняе-
ность,низкая токсичность,низкий уровень прямого ПГП и низкая мости. В то же время это хладагент, требующий очень низкого
стоимость. Кроме того, системы с СО2 меньше, вероятно, по давления. Низкое давление и очень высокие показатели объем-
размеру по сравнению с системами, использующими обычные ного потока, которые требуются для систем компрессии пара,
хладагенты.Этим преимуществам противопоставляется тот факт, требуют конструкций компрессора, которые являются не-
что использование СО2 в применениях для кондиционирования обычными в области кондиционирования воздуха. Немного-
воздуха требует высоких рабочих давлений и приводит к низкому численные существующие применения используют воду в


21
ХК означает холодильный коэффициент — мера энергетического коэффициента полезного действия охлаждающей системы.
Техническое резюме 57

качестве хладагента для охлаждения воды или для произ- могут быть сокращены почти на 200 МтСО2-экв./год по
водства ледяных суспензий посредством прямого испарения из сравнению со сценарием ОП (2015 г.). Удельные расходы нахо-
водного резервуара. В настоящее время эти системы стоят на дятся в диапазоне от –3 до 170 долл. США/тСО2-экв. Повыше-
50 % дороже обычных систем. Более высокие расходы явля- ние энергетических КПД системы может значительно сокра-
ются неизбежными и связаны со значительным физическим тить косвенные выбросы ПГ, обеспечивая в некоторых случаях
размером охладителей водяного пара и сложностью их ком- общую экономию в размере 75 долл. США/тСО2-экв. Возмож-
прессионной технологии. ности для сокращения прямых выбросов ПГ (т. е. хладагента)
можно изыскать: (1) в более эффективной рекуперации хлад-
Тепловые насосы для нагрева воды: Некоторые европейские агента в конце срока службы (в сценарии смягчения последст-
производители используют пропан (УВ-290) или пропилен вий оно оценивается величиной до 50 и 80 % для развиваю-
(УВ-1270) в качестве хладагентов в небольших бытовых и ком- щихся и развитых стран соответственно); (2) уменьшении
мерческих тепловых насосах с малым объемом загрузки, при- загрузки (до 20 %); (3) улучшении мер защиты; (4) исполь-
меняемых для нагрева воды. Углеводородный блок обычно зовании в соответствующих применениях хладагентов, иных,
находится за пределами помещения или в вентилируемом по- нежели фторуглерод.
мещении и использует находящиеся рядом источники воздуха,
наземных или грунтовых вод.

4.3 Каковы наиболее важные выводы
В применениях для нагрева воды пропан даст такой же или
чуть более высокий энергетический КПД, что и ГХФУ-22. При в отношении мобильного
разработке новых систем тепловых насосов с пропаном или
кондиционирования воздуха?
другими воспламеняющимися хладагентами должны быть
приняты надлежащие меры безопасности для обеспечения без-
Каковы прошлые и нынешние тенденции в области МКВ?
опасного функционирования и эксплуатации. В Европе, Авст-
ралии и Новой Зеландии существуют или готовятся несколько
Системы МКВ производятся в массовом количестве в США с
стандартов, регулирующих использование углеводородов в
начала 1960-х годов, а в Японии — с 1970-х годов. В Европе, а
тепловых насосах. Примером готовящегося стандарта является
также в развивающихся странах значительное увеличение
обновление Европейского стандарта EN 378.
количества автомобилей с кондиционерами началось позднее,
а именно около 1995 г.
Транскритический цикл СО2 характеризуется значительным
температурным переходом в сторону высокой температуры.
Как показано в таблице ТР-16, глобальный парк автомашин с
Подобный переход может оказаться полезным в противо-
использованием ХФУ-12 сократился приблизительно с 212 млн
точном теплообменнике. Тепловые насосы, использующие СО2
в 1990 г. до 119 млн в 2003 г., в то время как парк автомашин с
в качестве хладагента, могут нагревать воду до температур
использованием ГФУ-134а возрос с менее 1 млн в 1992 г. до
порядка 90 °С и были разработаны Японией для бытового
338 млн в 2003 г.
применения. Обычная тепловая мощность составляет 4,5 кВт.

На основе сценария ОП, а также с учетом высоких темпов эко-
Аммиак применялся в тепловых насосах среднего размера и
номического роста быстро развивающихся стран на рисунке
большой мощности, главным образом в Скандинавии, Герма-
ТР-11 показано прогнозируемое увеличение парка автомо-
нии, Швейцарии и Нидерландах. Требования к безопасности
билей с кондиционерами, который достигнет к 2015 г. почти
системы для аммиачных теплонасосов аналогичны требова-
965 млн.
ниям для аммиачных охладителей.

Каковы выбросы в настоящее время и прогнозы?
Каковы альтернативные беспропеллентные технологии?

Выбросы из автомашин, в которых по-прежнему используются
Ряд других нетрадиционных технологий рассматривался с
системы МКВ с ХФУ-12, составляют порядка 531 г/год/авто-
точки зрения их потенциальных возможностей для умень-
мобиль, если включены все типы выбросов (доля выбросов из
шения потребления и выбросов ГФУ. Они включают системы
неорганизованных источников составляет 220 г/год/автомо-
влагопоглощения, системы цикла Стирлинга, термоэлектри-
биль). В некоторых странах в конце срока службы автомобилей
ческое, термоакустическое и магнитное охлаждение. За исклю-
производится рекуперация и рециркуляция ХФУ-12, однако
чением цикла Стирлинга и десикантов, все эти системы стра-
ХФУ-12 будет по-прежнему выбрасываться в конечном итоге в
дают такими крупными недостатками с точки зрения эффек-
атмосферу в результате подобной практики, если он не будет
тивности, что последующие косвенные воздействия перевесят
уничтожаться. Ежегодные выбросы (2002 г.) глобального парка
любые прямые выгоды от уменьшения выбросов. Несмотря на
автомашин с кондиционерами на основе ХФУ-12 составляют
интерес со стороны исследователей, цикл Стирлинга по-преж-
около 514 МтСО2-экв./год (доля выбросов загрязняющих
нему ограничен целевыми применениями и никогда не исполь-
веществ из неорганизованных источников составляет 213
зовался в серийном производстве для кондиционирования
МтСО2-экв./год). Согласно прогнозам влияние подсектора
воздуха. В применениях с высокой скрытой нагрузкой системы
МКВ на радиационное воздействие на климатическую систему
влагопоглощения использовались для дополнения инерцион-
будет определяться главным образом выбросами ХФУ-12 вплоть
ных характеристик традиционного механического кондицио-
до 2006 г. как самой ранней даты.
нирования.

Каков общий потенциал сокращения?

Прямые выбросы ПГ из оборудования для бытового и
коммерческого кондиционирования воздуха и отопления
Техническое резюме
58

одноразовые банки жидкости, ведут по меньшей мере к
Таблица ТР-16. Динамика парка автомашин с кондиционерами и
двухкраткому увеличению выбросов в атмосферу по сравнению
выбор хладагентов в период 1990–2003 гг.
с профессиональным обслуживанием, при котором исполь-
Годы Парк автомашин с кондиционерами (миллионы) зуются более эффективные компоненты для подачи жидкости.
ХФУ-12 ГФУ-134а
В таблице ТР-11 подчеркивается быстрое изменение в выборе
1990 212 –
хладагента, которое является результатом осуществления Мон-
реальского протокола.
1991 220 –
1992 229 0,7 Каковы косвенные выбросы СО2, связанные с использованием энергии
и функционированием систем МКВ?
1993 229 10
1994 222 27 Функционирование систем МКВ во всем мире ведет к сущест-
венному косвенному воздействию в результате повышенного
1995 215 49
использования топлива и связанных с этим выбросов СО2. Теку-
1996 206 74 щие тесты потребления топлива и стандарты в автомобильной
промышленности не дают четкой оценки этого воздействия,
1997 197 100
которое меняется в зависимости от климатической зоны. В соот-
1998 186 128 ветствии с климатическими условиями считается, что на долю
систем МКВ приходится 2,5–7,5 % дополнительного потребления
1999 175 161
топлива,или около 126 кг (Токио) — 369 кг (Феникс) СО2/год/авто-
2000 163 198 мобиль. При общем количестве автомобилей с кондиционерами,
которое оценивается в 457 млн (в 2003 г.) косвенный эффект
2001 149 238
соответствует количеству в 114 МтСО2-экв./год (при усредненном
2002 134 285 показателе глобального парка автомашин и допускаемой средней
величине в 250 кг СО2/год/автомобиль) по сравнению с 750 МтСО2
2003 119 338
-экв./год прямых выбросов.

Каковы возможные будущие тенденции в области МКВ?
Прямые выбросы общего парка автомобилей с системами
МКВ на основе ГФУ-134а оцениваются приблизительно в 220 Существуют следующие варианты для уменьшения выбросов
г/год/автомобиль, включая выбросы загрязняющих веществ из ПГ: (1) совершенствование нынешних систем с ГФУ-134а; (2)
неорганизованных источников, на долю которых приходится переход к хладагентам с более низким ПГП – либо ГФУ-152а,
130 г/год/автомобиль, или, если они выражены в эквивалентах либо СО2. Углеводороды, даже если они являются хладагентами
СО2, то около 96 МтСО2-экв./год, включая выбросы из неорга- с низким ПГП и эффективными при правильном использова-
низованных источников, доля которых составляет 56 МтСО2 нии, не рассматриваются в качестве подходящих вариантов
-экв./год. Существующие в настоящее время наборы «сделай производителями и поставщиками автомашин ввиду проблем
сам» для перезаправки кондиционеров, в которых используются с обеспечением безопасности.

«Улучшенные» системы с ГФУ-134а постепенно внедряются на
рынке, при этом дополнительная стоимость колеблется в
пределах 24–36 долл. США за систему. В них применяются
более герметичные шланги, компрессоры и предохранитель-
???-12 ные клапаны, которые в общей сложности уменьшают утечку.
???-134a Последние исследования показывают, что улучшенные
?iee?anoai aaeieo ???




??2/???-152a системы с ГФУ-134А и более совершенное обслуживание могут
привести к тому, что выбросы составят порядка 70 г/год/авто-
(ieeeeiiu)




мобиль, что почти на 60 % ниже по сравнению с выбросами из
современных систем с ГФУ-134а. Повышение эффективности
практики восстановления и сервисной учебной подготовки
могли бы еще больше уменьшить выбросы. Существенная эко-
номия энергии связана с использованием компрессоров с
меняющимся объемом и внешним управлением, которые так-
же постепенно внедряются на рынке. Дополнительная эконо-
мия связана с конструкцией системы МКВ, которая учитывает
ограничения по энергетическому КПД.

Несколько последних исследований показывают, что повышение
?iau
энергетического КПД благодаря таким мерам, как управление
включением/выключением вместо стандартного непрерывного
функционирования, изоляция дверей и крыш и т. д., могло бы
снизить эти выбросы почти на 30–40 %, что составляет 30–40
Рисунок ТР-11. Динамика парка оборудования для МКВ с 1990 по МтСО2-экв./год.
2015 гг. в сценарии ОП.
Техническое резюме 59

Таблица ТР-17. Сравнение вариантов МКВ.



ГФУ-134а Улучшенный ХФУ-12 CO2 ГФУ-152а
(ссылка) ГФУ-134а (старый тип) (в стадии (прямая система,
разработки) в стадии разработки)

Характеристики вещества
Радиационный коэффициент (Вт/м2/ppb) 0,16 0,16 0,32 См. главу 2 0,09

Срок жизни в атмосфере (годы) 14 14 100 См. главу 2 1,4

Прямой ПГП (100-летний период)
– Настоящий доклад 1 410 1 410 10 720 1 122
– РКИК ООНa 1 300 1 300 8 100 1 140
Технические данные
Стадия разработки Коммерческая Близкая к Коммерческая Демонстра- Демонстра-
коммерческой ционная ционная
Срок жизни системы 12–16 12–16 12–16 12–16 12–16

Холодильная мощность (кВт) 6 5 6 6 6

Загрузка (кг на систему)
– Диапазон 0,7–0,9 0,6–0,75 1–1,2 0,5–0,7 0,45–0,55
– Относительные цифры (%) 100 80 125 70 70

Количество загрузок за срок жизни 2-3 1-2 4 2–4 1-2
Коэффициент полезного действия (КПД) 0,9–1,6 1,2–2,5 0,9–1,2 0,9–2,0 1,2–2,0

Потребление энергии (относительные
цифры в %) 100 80 130 70 70
Выбросы на функциональную единицу
Прямые выбросы
– в % нагрузки/год 15 7 20 15 7
– в кг CO2-экв./год 166 64 1 782 0,09 4,9
– относительные цифры (%) 100 40 1 043 0,05 2,9

Косвенные выбросы CO2 (кг CO2/год)
– Севилья 184 147 239 129 129
– Токио 126 101 163 88 88
– Феникс 369 295 480 258 258

Коэффициент рекуперации выбросов 0 50 0 0 50
при окончании срока службыb (%)

СЭВП (кг CO2-экв. за 14 лет)
– Севилья 4 900 2 954 28 294 1 807 1 875
– Токио 4 088 2 310 27 230 1 233 1 301
– Феникс 7 490 5 026 31 668 3 613 3 681
(без рекуперации)b

Расходы на функциональную единицу
Инвестиционные расходы (долл. США) 215 24–36 Данные отсутствуют 48–180 48



ПРИМЕЧАНИЯ:
a
Величины ПГП, использованные для расчетов, являются ПГП из РКИК ООН.
b
Ввиду значительных неопределенностей в эффективности рекуперации, она не учитывалась при расчетах СЭВП, и поэтому средний прямой выброс за год для «улучшенных систем
ГФУ-134а» составляет 100 г/год.
Техническое резюме
60

Системы МКВ с использованием СО2 прошли успешную В таблице ТР-17 приводится сравнение основных систем МКВ,
демонстрацию в пассажирских автомобилях и коммерческих которые в настоящее время используются, разрабатываются или
автобусах. СО2 имеет ПГП, который в 1 300 раз меньше, чем демонстрируются. Для каждого варианта показаны вопросы
соответствующий показатель ГФУ-134а, что ограничивает таким относительной стоимости наряду с пунктами,которые необходимо
образом прямые воздействия в расчете на одну загрузку. В то учитывать при оценке последствий радиационного воздействия на
же время, системы СО2 действуют при уровнях давления, кото- климатическую систему, включая косвенные последствия. Необ-
рые почти в восемь раз выше соответствующих уровней для ходимо подчеркнуть, что выбор данного технического варианта в
ХФУ-12 и ГФУ-134а (давление разгрузки порядка 12 МПа), и данный год будет иметь только ограниченный эффект в первые
поскольку показатели потока утечки характеризуются квадра- годы внедрения из-за всех хладагентов, которые находятся в банке
тичным отношением к давлению, системы СО2 предполагают существующего парка автомашин и выбрасываются им.
гораздо более сложные меры защиты. В настоящее время сис-
темы СО2 продемонстрировали энергетический КПД, сопос-
тавимый или превышающий усовершенствованные системы
4.4 Каковы наиболее важные выводы
ГФУ-134а в более холодной окружающей среде, однако они
являются, вероятно, менее эффективными в более теплом кли- в отношении пен?
мате. Тем не менее, как показано в таблице ТР-17, благодаря
своему почти ничтожному прямому воздействию, СЭВП сис-
Каковы применения пен, используемые в настоящее время, и почему?
тем СО2 значительно превышает соответствующий показатель
улучшенных систем ГФУ-134а. Барьеры для коммерциали-
Пенистые (или ячеистые) полимеры традиционно употребляются
зации включают решение проблем дополнительных расходов и
в целом ряде применений, в которых используются возможности
безопасности, связанных с выбросом СО2 в пассажирской кабине,
для создания либо гибких, либо жестких структур. Мягкие пено-
и эксплуатационных проблем, а также затраты в связи с пере-
пласты по-прежнему эффективно используются для мебельных
ходом на новую систему обслуживания.
подкладок, упаковки, а также противоударных (защитных) пен.
Жесткие пенопласты используются главным образом для приме-
ГФУ-152а был также успешно продемонстрирован в системах
нений термической изоляции,таких как применения,необходимые
МКВ. Хотя системы с ГФУ-152а могут использовать те же ком-
для электроприборов, транспорта и зданий. Кроме того, твердые
поненты, что и системы с ГФУ-134а, первые требуют дополни-
пенопласты используются для обеспечения структурной целост-
тельных систем безопасности, поскольку ГФУ-152а является
ности и плавучести.
воспламеняющимся веществом, а ГФУ-134а — невоспламе-
няющимся. Прямые выбросы (в эквивалентах СО2) являются
Для применений, связанных с термоизоляцией (основной вид
весьма низкими (сокращение на 92 % по сравнению с исход-
использования твердых пенопластов), главными беспропеллент-
ным уровнем ГФУ-134а). До настоящего времени системы с
ными альтернативами были и продолжают оставаться альтер-
ГФУ-152а показали энергетический КПД, который сопоставим
нативы в виде минерального волокна (например стекловолокно и
или превышает соответствующий КПД улучшенных систем
минеральная вата). В таблице ТР-18 показаны основные преиму-
ГФУ-134а, однако экономия энергии может быть утрачена, если
щества и недостатки обоих подходов.
будет использоваться система вторичного контура, необходи-
мость которой вызывается соображениями безопасности. Тем
Последствия этих относительных преимуществ и недостатков
не менее, ее общее воздействие на климат, выраженное в
различаются существенным образом как между продуктами в
показателях СЭВП, является все же существенно более низким
рамках определенной категории, так и между применениями.
по сравнению с ГФУ-134а и характеризуется тем же порядком
Это делает невозможным общий вывод относительно пред-
величины, что и системы с СО2. Главными препятствиями для
почтений. Нынешний рынок термоизоляционной продукции
коммерциализации в настоящее время являются решение проб-
является сторонником разнообразных решений (по меньшей
лемы риска воспламеняемости и обеспечение коммерческого
мере 15 основных типов продукции), и это является причиной
глобального наличия ГФУ-152а.
того диапазона требований, которые выдвигаются в отношении

Таблица ТР-18. Преимущества и недостатки использования как минеральных волокон, так и ячеистых полимеров в применениях тепловой
изоляции.

Минеральное волокно Ячеистые полимеры

Преимущества • • Тепловые свойства на основе пенообразую-
Начальная стоимость
• Наличие щего вещества
• • Устойчивость к влаге
Высокая максимальная температура
• • Структурная целостность
Противопожарные характеристики
• Небольшой вес
Недостатки • Тепловые свойства на основе воздуха • Противопожарные характеристики
• Устойчивость к влагеa (органические)
• Плохая структурная целостность • Ограниченная максимальная температура
• Начальная стоимость (в некоторых случаях)

ПРИМЕЧАНИЕ.
a
Потенциальное воздействие на долгосрочные тепловые характеристики.
Техническое резюме 61

Просто в качестве примера можно привести систематический и
1,4 %
1,5 % 1,3 % периодический анализ европейского рынка термоизоляционной
продукции, который позволил определить тенденции в период
1990–2001 гг.(рисунок ТР-12).Этот анализ показывает возрастающую
(% eoae?aneeo iao?ia i?iaoeoee)
потребность в пенопластовой продукции, используемой в
32,0 % 36,6 % 39,2 % термоизоляционных применениях, которая появилась отчасти в
?ie? ?uiea ii iauaio


результате возросшего использования в Европе панелей с метал-
лической облицовкой, а это использование во все большей мере
связано с пенопластовыми наполнителями. В то же время, гар-
монизация классификаций противопожарных требований в
Европе в ближайшие пять лет может привести к тому, что эта
62,0 % 59,5 %
66,5 % тенденция прекратится или даже изменится на обратную. Такова
неустойчивость этих рынков и важность сохранения диапазонов
видов продукции.

При рассмотрении вариантов беспропеллентных технологий
важно признать фактор постоянного развития. Например,
a.
a. a. представляется вероятным, что возрастет использование пане-
??aenoua
?ieieii ??i?ea лей с вакуумной изоляцией (вакуумные и герметичные пено-
iieeia?u пластовые матрицы) в бытовых холодильниках и морозильных
камерах. Фактически в большинстве японских агрегатов уже
Рисунок ТР-12. Изменение объема изоляционных материалов по имеется по меньше мере одна подобная панель в стратегически
типу продукции (1990–2001 гг.) в Европе. важных точках конструкции. Другие возможности включают
многослойную зеркальную фольгу, однако ее тепловой КПД
пока далек от доказанного.

Взаимосвязь между пенопластами, производственными процес-
предлагаемых применений. К сожалению, имеются только

<< Пред. стр.

страница 12
(всего 17)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign