ОСНОВНІ АСПЕКТИ КОМПЛЕКСНОГО ПІДХОДУ ДО РОЗШИРЕННЯ ЗАСТОСУВАННЯ АМІАКУ В ХОЛОДНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ

Як випливає з ряду публікацій [1-3], вибір холодоагенту в холодильній техніці є однією з ключових проблем, тому що застосовуючи більше досконалі робочі речовини, можна досягти значної економії в витратах енергії на одиницю ви­робленого холоду
Як випливає з низки публікацій [1-3], вибір холодоагенту в холодильній техніці є однією з ключових проблем, оскільки застосовуючи більш досконалі робочі речовини, можна досягти значної економії у витратах енергії на одиницю холоду. <виснаження>

Після подолання озонової кризи кінця XX століття, мабуть, стане основною глобальною екологічною проблемою XXI століття, породжену діяльністю людини [4]. Значна частина створених за останнє десятиліття альтернативних холодоагентів рішенням Кіотського протоколу, прийнятого в 1997 році, поряд із СОг, що є основним винуватцем глобального потепління були віднесені до категорії «парникових газів». Так, один кілограм R134a має такий же ефект глобального потепління, як і 1300 кілограмів СОг, хоча сучасні оцінки показують, що частка впливу викидів фреонів на зміна клімату в найближчому майбутньому складе трохи більше 2% від загального на нього з боку всіх інших парникових газів. Це активізувало зусилля з" пошуку інших холодо­агентів, які не вносили б внески до глобального потепління при попаданні в атмосферу.

Виробники холодоагентів не приховують [5] що нові хладоагенти, що просуваються сьогодні на ринок, відіграють роль перехідних. Їм на зміну прийдуть інші, можливо, трохи краще, але ніхто не гарантує, що вони надовго затримаються у холодильній промисловості. Коли міжнародним співтовариством будуть усвідомлені ці проблеми, можна очікувати сильного тиску на промисловість з метою скорочення викидів парникових газів. У зв'язку з цим інтерес фахівців привертають можливості більш широкого застосування універсальних природних речовин, таких як аміак, вуглеводні, діоксид вуглецю тощо.

Застосування природних робочих холодоагентів має вирішувати як екологічні проблеми, а й підвищувати рівень енергоефективності холодильних машин та теплових насосів.

Особливої уваги потребує розширення застосування аміаку. Аміак порівн­яно з вуглеводнями менш небезпечний. За минуле століття ставлення до аміаку, як холодоагенту, змінювалося від повного прийняття до різкого відторгнення, пов'язаного з за­наповненням ринку холодоагентів ХФВ та ГФВ, які спочатку розглядалися як панацея, що обіцяє повне витіснення МНз із холодильної техніки. На щастя, цього не сталося. Аміак, відкритий 255 років тому, з 1859 застосовується як холодильний агент, спочатку в абсорбційних машинах, а з 1876 - у компресійних. При нульових потенціалах руйнування озону та глобального потепління аміак не викликає, термодинамічно ефективний і абсолютно чистий екологічно. Енергетич­ні показники аміачних холодильних машин та установок високі: з енергетичної погляду альтернативи аміаку немає. Крім того, аміак має характерний запах, який дозволяє органолептично, майже миттєво визначати його витік. Аміак легший за повітря і при витоку піднімається в повітря, зменшуючи небезпеку отруєння. На жаль, найчастіше ці переваги аміаку відносять до його суттєвих недоліків. Справді, аміак теоретично вибухонебезпечний при об'ємному вмісті в повітрі від 15 до 28%, однак, випадки вибуху повітряно-аміачної суміші в практичної діяльності настільки рідкісні, що їх можна віднести до розряду легенд багаторічної давності, коли у холодильній техніці була відсутня надійна автоматика, а порушення режимів експлуатації такої техніки призводило до гідроударів і, як наслідок останніх - вибухів. У життєдіяльності людини відомо без­ліч випадків вибуху побутового газу, що призводять до трагічних наслідків, але нікому і на думку не спадає заборонити газопостачання квартир і будинків. Слід звернути увагу на те, що миттєва розгерметизація аміачної холодильної установки не призведе до миттєвому викиду аміаку у повітря. Вийде лише парова фаза, яка становить незначну частину від загального змісту аміаку у системі. Решту рідкого аміаку буде повільно википати. Аміак не текучий тією мірою, яка властива іншим холодоагентам, що не взаємодіє з чорним металом, а, отже, все аміачне обладнання дешево, на відміну від фреонового, якого використовують переважно кольорові метали. Негативні властивості аміаку виявляються тільки за великої його кількості (кілька тонн) у системі та за умов, коли можуть утворитися критичні концентрації (До 50-60 грам на один кіловат виробленого холоду). У традиційній насосно-циркуляційній системі заправлення аміаку становить близько 3 кг на 1 квт холоду. Крім того, сучасні засоби автоматизації дозволяють створювати високонадійні холодильні комплекси.

Сьогодні це досить легко вирішується шляхом переведення великих холодильних обєктів на аміачні установки, що містять мінімальну кількість аміаку та оснащенням аміачної холодильної техніки сучасними високонадійними засобами автоматизації.
Це призвело до розширення сфери застосування аміаку за кордоном, зо­крема, для його використання в системах кондиціювання та холодопостачання супермаркетів. При цьому були вжиті заходи до зниження небезпеки викидів NH3 і в першу чергу до зменшення кількості хладогенту, що заправляється. Зменшення кількості аміаку при збереженні заданої холодопродуктивності можливе при прийнятті наступних заходів:

• заміна систем безпосереднього кипіння аміаку на системи з проміжним холодоносієм;
• використання ХМ з малоємними аміакобмінними апаратами для охолодження проміжних холодоносіїв;
• застосування нових холодоносіїв, нейтральних до металів, екологічно безпечних;
• обладнання холодильних машин, що випускаються, пристроями та засобами автоматизації, що дозволяють локалізувати аміак у разі розгерметизації холодильної машини.
  Розробники холодильного аміачного обладнання пропонують декілька шляхів переозброєння холодильних установок.
  

  Перший шлях придатний для великих АХУ, розташованих у містах поблизу житлових масивів. Це повернення до системи з проміжним охолоджувачем, де недолі­ки подібних систем охолодження на сучасному витку розвитку технологій виключа­ются застосуванням нового теплообмінного обладнання, приладів автоматизації, арматури, матеріалів. Рекомендується застосовувати блочні малоємні холодильні аг­регати з дозованою заправкою МНз, в яких як випарники і конденсатори застосовується високоефективна апаратура пластинчастого типу, як холодоносії - некорродуючі розчини, а в холодильних камерах батарейні сис­теми охолодження замінювати малопоточними охолоджувачами повітря. Амічне обладнання в даному випадку може розташовуватися як у традиційних центральних машинних відділеннях, а також у блочних машинних відділеннях контейнерного типу, обладнаних пристроями для повного поглинання аміаку у разі розгерметизації. При цьому кількість аміаку зазвичай не перевищує 100-150 г на 1 кВт холодопродуктивності.

  Другий шлях модернізації та вдосконалення великих АХУ, що розташовуються у промзонах, далеко від житлових масивів та громадських об'єктів, полягає у збереженні насосно-циркуляційних систем з безпосереднім кипінням аміаку, але із заміною аміаємних батарейних систем охолодження холодильних камер на со тимчасові малоємні охолоджувачі повітря з використанням у схемах пластинчастих або випарних конденсаторів. Цей шлях ефективний для підприємств з великою кількістю різнотемпературних споживачів холоду та забезпечує зниження аміако-ємності систем охолодження майже на порядок.

  
  

  Третій шлях є досить перспективним, полягає в розробці агрегатованих блокових аміачних установок безпосереднього кипіння аміаку на кшталт фреонових, про спліт-систем. Холодильні машини з невеликою кількістю NH3 розміщуються у спеціальних герметичних контейнерних блоках, а аміак у разі розгерметизації повністю поглинається нейтралізаторами, не потрапляючи до навколишнього середовища. Подібні аміачні установки вже зараз час широко застосовуються в Японії та США.

  
  

  Література

  1. Залізний В.П., Хлiєва О.Я., Биковець Н.П. Po6oта холодильних установок // Холод. – 2004. – №3. – С. 22-25.

  2.B.C., Афонський В.Л. Основні аспекти комплексного підходу до розширення застосування аміачного обладнання холодильної промисловості // Холодильна техніка. – 2001. – №7. – С. 13-15.

  3.Перелиптейн І.І., Парушін Є.Б. Термодинамічні та теплофізичні властивості робочих речовин холодильних машин і теплових насосів. - М.: Легка та харчова промисловість, 1984. - 232 с.

  4. Маляренко В.А., Варламов Г.Б., Любчик Г.М. та ін. Енергетичні установки та навколишнє середовище.- Харків: ХДАГГ, 2002. - 398 с.

  5. Калінь І.М., Васютін В.А., Пустовалов СБ. Умови ефективного застосування діоксиду вуглецю як робочої речовини теплових насосів// Холодильна техніка. – 2003. – №7. – С. 8-12.