В России сегодня альтернативы фреону нет!

Фреоны: что это такое и как они работают

В повседневной жизни мы часто используем устройства, которые позволяют создавать необходимые климатические условия для различных целей. К ним относятся системы, предназначенные для охлаждения или нагрева воздуха или жидкости в зависимости от технологических задач.

В данной статье мы рассмотрим фреоны — хладагенты, которые играют важную роль в функционировании холодильных установок.

Хладагент — это вещество, которое участвует в работе холодильной установки. Оно постоянно меняет агрегатное состояние: то испаряется, то замерзает, то кипит, то конденсируется. Поэтому называется хладагентом, корень «агент» означает «выразительный, активный; приводить в движение, гнать».

Фреоны — это хлорфторуглероды, химические вещества, производные насыщенных углеводородов. Они широко используются в холодильном оборудовании и климатической технике. В СССР и РФ ранее чаще использовался термин «хладоны».

Применение фреонов

На рынке существует порядка сорока наименований фреонов. Они абсолютно разные: есть низкотемпературные, с температурой кипения -79 и даже -128 градусах, есть высокотемпературные, с температурой кипения +24, +50. Фреоны также используются в различных смежных с холодом областях. В качестве пропеллентов — веществ, которые используются внутри баллончиков аэрозольных.

В теплоизоляции и пенополиуретане на производствах. А также, в качестве растворителя — для удаления масла и кислот из холодильной установки.

Свойства фреонов

Фреоны — это газы, которые могут находиться в жидком состоянии. Они не имеют цвета и запаха, как правило, не горючи, хотя существуют фреоны со свойствами горения. Они не растворяются в обычной воде, но хорошо растворяются в неполярных органических растворителях, в спиртах, кетонах и камфоре.

Фреоны достаточно инертны, не воспламеняются и не взрываются при прямом воздействии огня, но желательно их не смешивать с воздухом. Например, это касается фреона R134А — при нарушении герметичности системы и попадании воздуха могут образовываться горючие смеси.

При нагреве выше 250 градусов фреоны разлагаются на фтор, хлор, кислоты и фосген. Это происходит вследствие разрушения молекулы фреона под воздействием высоких температур и последующего высвобождения опасных химических соединений.

Известно, что фосген, легко выделяемый из фреона R-12, использовали во времена первой мировой войны с целью получения фосгена — химического оружия, которое использовалось для распыления на поле боя и стало причиной тысячей смертей. 

Поэтому курение в местах, где в воздухе присутствует фреон, нежелательно — это может повлиять на здоровье человека.

История возникновения

С конца XIX века и до 1929 года в качестве хладагентов для холодильных установок применялись опасные газы: аммиак, метилхлорид и диоксид серы. В 1920-х годах произошло несколько трагических случаев, связанных с утечкой метилхлорида из холодильных установок. Это привело к массовому отказу от использования таких установок.

В 1928 году американский химик Томас Миджли, работавший в компании General Motors, открыл новое химическое соединение, которое впоследствии получило название «фреон». Химическая формула этого вещества — дихлордифторметан(CCl₂F₂).

В 1930 году General Motors и компания DuPont создали компанию Kinetic Chemical Company для массового производства фреона.

К 1935 году в США было продано более 8 миллионов новых холодильников, работающих на фреоне.

Проблемы использования фреонов

В середине 1970-х годов учёные забили тревогу, обнаружив разрушение озонового слоя, защищающего Землю от вредного ультрафиолетового излучения.

В 1985 году была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, ставшая основой для Монреальского протокола. В ней были определены цели и методы сокращения веществ, разрушающих озоновый слой.

Уже в 1989 году вступил в силу Монреальский протокол, регламентирующий производство и потребление озоноразрушающих веществ, определяющий меры и устанавливающий даты поэтапного и полного выведения веществ из оборота.

Протокол структурирован вокруг нескольких групп галогенированных углеводородов, истощающих стратосферный озон. Все озоноразрушающие вещества, регулируемые протоколом, содержат либо хлор, либо бром.

Для каждой группы озоноразрушающих веществ Протокол предусматривает график, в соответствии с которым производство этих веществ должно быть сокращено и в конечном итоге ликвидировано. 

Фреоны также были отнесены к списку опасных веществ, поскольку они
производят парниковые газы, способствующие глобальному потеплению. В 2019 году
была принята Кегалийская поправка к Протоколу, существенно ограничивающая их использование и оборот.

Подробно о причинах и последствиях данных международных соглашений мы рассмотрели в своей статье “Грядущие изменения в холодильной отрасли: конец фреоновой эпохи!”.

Альтернативы фреона

Учёными совершены попытки создания альтернативных фреонам веществ — гидрофторолефинов (ГФО), ациклических непредельных углеводородов, считающихся отдельным классом хладагентов. Отличие от традиционных фреонов в том, что ГФО — это водород, фтор и ненасыщенный углерод.

ГФО имеют нулевой озоноразрушающий потенциал и относительно низкий потенциал глобального потепления. Они разработаны и синтезированы компаниями DuPont и Honeywell (США) для применения в чиллерах, системах централизованного холодоснабжения, в качестве хладагента в холодильном и климатическом оборудовании, а также в автомобильных кондиционерах.

Однако они также могут оказывать негативное воздействие на экологическую среду. При разложении ГФО образуется трифторуксусная кислота (TFA), стойкое соединение, хорошо растворяющееся в воде и устойчивое к разложению в окружающей среде. TFA могут накапливаться в водоёмах, реках, озёрах и океанах.

Хотя текущие концентрации TFA считаются низкими и не представляют непосредственной опасности для водных экосистем или здоровья человека, существует неопределённость относительно долгосрочных эффектов повышенных уровней TFA в результате широкого использования ГФО.

В то же время полноценной альтернативы некоторым широко применимым фреонам, таким как R404A и R507A, на сегодня нет. 

Кроме того, с 1 июля 2021 года вступили в силу новые требования, содержащиеся в СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Теперь в системах холодоснабжения необходимо использовать холодильные машины и установки, работающие на хладагентах, имеющих потенциал глобального потепления не выше 2500 (согласно ГОСТ EN 378-1-2014). Фреоны R507a и R404a больше не соответствуют этим требованиям, так как их потенциал глобального потепления составляет 3780 и 3850 соответственно.

Выводы

В заключение необходимо отметить, что фреоны продолжают играть ключевую роль в функционировании большинства холодильных установок. Они обладают как положительными, так и отрицательными свойствами и, несомненно, требуют осторожного обращения.

Несмотря на то, что сокращение потребления фреонов регулируется рядом международных и федеральных нормативно-правовых актов, проблема поиска доступных по стоимости и свойствам альтернативных хладагентов остаётся актуальной.

Ситуация осложнена тем, что на данный момент в мире нет хладагентов, которые не оказывали бы влияние на экологию, на глобальное потепление и при этом были бы негорючими и не взрывоопасными. В ближайшее время очень маловероятно их появление.

Есть шанс, что 27.02.2025 на конференции «Кигалийская поправка: вчера, сегодня, завтра» организованной «Россоюзхолодпром» в рамках конгресса 20-ой Международной выставки систем кондиционирования, вентиляции, отопления, промышленного и коммерческого холода, будут получены ответы на актуальные вопросы импорта и потребления гидрофторуглеродов (ГФУ).

Настало время переходить от дискуссии к практическим решениям!

Генеральный директор ООО “ТОП Групп”,

Барышников Владимир Антонович