Разработанный в России озонобезопасный, негорючий и нетоксичный "Хладон-510" и семейство его модификаций ("Хладон-М", "Хладон-МТ") полностью лишен хлора и брома в молекуле и для озонового слоя Земли совершенно безопасен. Его токсичность сравнима с азотом, он не горит и не поддерживает горение. Характеристики энергопотребления у нового хладагента лучше чем у фреона-12 в области температур кипения ниже -18оС , а при более высоких температурах уступка фреону-12 не превышает 6%. Новый хладагент совместим с фреоном-12, фреоном-22, фреоном-134а и вполне может использоваться для их замены на эксплуатируемом оборудовании. Эта возможность подтверждена многолетними испытаниями на различных холодильных машинах отечественного и зарубежного производства.
Наиболее существенными преимуществами предлагаемого хладагента являются его энергетическая эффективность, в сравнении с любым из названных хладагентов не менее 10% при температурах кипения ниже -18оС; безопасность для персонала, сравнимая с газообразным азотом; пожаробезопасность, т.к. предлагаемый хладагент является эффективным пожаротушащим средством.
Технические преимущества этого заключаются в:
Кроме того, исключительная химическая стабильность "Хладона-510" позволяют использовать его при длительном контакте практически со всеми конструкционными материалами.
Существенными технологическими преимуществами "Хладона-510" являются невысокая чувствительность к загрязнением трубопроводов, наличию остаточной влаги и простота обнаружения утечек.
Перечисленные преимущества делают выгодным применение этого хладагента для производителя в силу незначительности затрат при организации производства. Для потребителя холодильного оборудования, заправленного "Хладоном-510" выгода в уменьшенном энергопотреблении. Основные свойства хладагента представлены в табл.1.
По составу "Хладон-510" является бинарной азеотропной смесью R-218 и SF6 в соотношении 95:5.
| Молекулярная масса относительных единиц | 186 | |||||||||||
| Критическая температура, оС | 70,7 | |||||||||||
| Критическое давление, атм. | 26,8 | |||||||||||
| Упругость пара, атм. | 1,10 | 1,59 | 2,30 | 3,23 | 4,46 | 6,00 | 8,10 | 10,5 | 13,4 | 17,0 | 21,3 | 25,3 |
| При температуре, oС | -40 | -30 | -20 | -10 | 0 | +10 | +20 | +30 | +40 | +50 | +60 | +70 |
| Критическая плотность, г/см3 | 0,69 | |||||||||||
| Критический объём, см3/моль | 290 | |||||||||||
| ПДК в рабочей зоне, мг/м3 | 3000 | |||||||||||
| ОDP (озоноразрушающий потенциал) | 0 | |||||||||||
| Растворимость SF6 в минеральном масле, см3 Univolt SF6 | 35 | |||||||||||
| Обладает пожаротушащими свойствами. | + | |||||||||||
| class="left"Показатель адиабаты, К=Ср/Сv (оценка) | 1,06-1,08 | |||||||||||
На состав Хладона-510 получены:
Патентодержателем по патентам является НИПК "Элегаз".
Разработка нового хладагента базируется на глубоких исследованиях свойств составляющих компонентов, технологии тонкой очистки составляющих компонентов, разработке и изготовлении нестандартного газотехнологического оборудования, освоении методов масс-спектрометрического анализа состава примесей в компонентах. Эти наукоемкие прикладные НИОКР, выполненные в НИПК "Элегаз" позволили создать несколько принципиальных "know-how", без которых традиционная технология приготовления смесевых хладагентов не даст воспроизводимых результатов.
Сырьевая база новых хладагентов в России вполне достаточна для полного обеспечения отечественного рынка. Для зарубежных поставок на уровне около 3 тыс. тонн в год необходимы инвестиции в соотношении 10 млн. долл. на каждые 1000 тонн продукта в год. Время освоения производства не более 3 лет для уровня 3000 тонн в год в нормальных условиях ведения работ. Основной держатель сырья - Минатом РФ, в меньшей степени и очень низкого качества - заводы бывшего Минхимпрома, ныне Пермский "Галоген" и другие заводы.
Цена нового хладагента для массового производства не превысит 25 долларов за 1 кг. При производстве малых количеств (0,5 тонны) этот показатель составит 35-40 долларов за 1 кг.
Реальный рынок России по альтернативным хладагентам на сегодня составляет примерно 10 тысяч тонн, из которых предлагаемый хладагент выгоден в 70% применения. Однако сегодняшняя экономическая ситуация чрезмерно деформирована политически и прогноз реальных объёмов потребления чрезвычайно затруднён.
Прогнозируемая цена 25 долларов за 1 кг нового хладагента вполне выгодна для рынка бытовых, торговых и транспортных герметичных холодильных машин, а также для перезаправки машин находящихся в эксплуатации (авиационные и транспортные кондиционеры, холодильные установки Минобороны и т.д.). При этом условием перехода на новый хладагент в реальных условиях является его экономическая выгодность для потребителя за счёт меньшего энергопотребления и безопасности эксплуатации, что действительно присуще "Хладону-510".
Особенностью выхода новых хладагентов на рынок потребления является длительный цикл сертификационных испытаний, длящийся 5-10 лет на ознакомительном этапе и 10-20 лет на стадии широкого внедрения. Эти сроки известны по публикациям о R-12, R-22, R-502 и другим хладагентам. Характерно, что рынок продаж любого нового альтернативного хладагента может быть сформирован только за счет полномасштабных испытаний конкретных классов холодильных компрессоров и профессиональной рекламы полученных результатов.
При нормализации экономических и политических условий потенциальный объем производства предлагаемых хладагентов для Российского рынка составит около 5 тысяч тонн, что даст в объеме продаж 125 млн. долл. США, при максимальных вложениях 50 млн. долл. за три года. Сырьевые ресурсы России вполне достаточны для производства этого количества и для экспорта 3-5 тыс. тонн при аналогичных вложениях.
Важным преимуществом предлагаемых хладагентов является их полезная роль в задаче использования отходов уранового производства в качестве фторсодержащего сырья. Для России на сегодня это существенно, как и для других стран.
Не менее важным аспектом всей программы является ее полная независимость от внешнеторговых поставок и зарубежного сырья, поскольку она базируется только на Российских технологических разработках и отечественном сырье.
В соответствии с патентными заявками озонобезопасные хладагенты делятся на две основные взаимосвязанные группы:
Технология тонкой очистки составляющих компонентов "Хладона-510" и его производных длительное время отрабатывалась на опытных установках разной производительности и к настоящему времени относится к наиболее изученной задаче, позволяющей с оптимизмом надеяться на быстрое промышленное освоение производства новых хладагентов.
Помимо указанных патентов и патентных заявок, находящихся на национальной фазе оформления, при производстве озонобезопасных хладагентов используется как минимум два важных "know-how", одно из которых связано с определением режима процесса очистки вещества, другое - с методикой масс-спектрометрического анализа состава примесей. Эти " ноу-хау " разработаны более 10 лет назад сотрудниками НИПК "Элегаз".
Несмотря на очевидность ситуации на рынках хладагентов, которые в прошлом использовались не только при заправке компрессорных машин, но и в качестве пропеллентов, растворителей, технологических сред в других отраслях промышленности; в нашем случае целесообразно рассматривать рынок холодильной техники бытового и промышленного назначения, с малыми и средними объемами заправки, с годовыми потерями из-за негерметичности до 10%. С учетом пожаротушащих свойств эти хладагенты исключительно перспективны для судовых холодильных машин и транспортных кондиционеров.
Реальный рынок России по "Хладону-510" сегодня оценивается в 5-6 тыс. тонн, если принять во внимание заводы бытовых холодильников, сервисные службы торгового оборудования и специальные виды холодильной техники в виде транспортных холодильников и кондиционеров. Однако отсутствие средств для развития сегодня исключает использование "Хладона-510" на отечественных предприятиях и в качестве хладагентов в России используются зарубежные смеси не прошедшие токсикологического контроля в отечественных лабораториях.
Если Санэпидемнадзор России займёт более жёсткую позицию в отношении токсических свойств многокомпонентных смесей с фреоном-134а, фреоном-124 и фреоном-125, то потребление "Хладона-510" в России может достичь и 10 тыс. тонн в год, поскольку медицинские испытания новых зарубежных многокомпонентных хладагентов займут несколько лет и их успех маловероятен для условий пищевой промышленности. Однако на сегодня потребление "Хладона-510" в России практически равно нулю, а Санэпидемнадзор пока в отношении новых неизученных хладагентов свою позицию не обозначил.
Поскольку хладагенты используются в конкретных устройствах, называемых холодильными агрегатами, в состав которых входят компрессоры разного исполнения, конденсаторы, испарители, трубопроводы и автоматические устройства управления, то спецификой маркетинга этого промышленного товара является необходимость предварительных испытаний на пригодность его в конкретных условиях эксплуатации конкретного типа машин. Это всегда связано с затратами времени и средств.
Стандартные испытания для бытовых холодильников требуют от полугода до двух лет времени и задействуют не менее трех-четырех квалифицированных специалистов с необходимым количеством оборудования. При замене одного хладагента другим затраты могут существенно увеличиться, как это имело место с R-134а. Для обеспечения маркетинга также необходимы данные по безопасности хладагента и соответствия его санитарным нормативам страны-покупателя. Для России необходимо иметь ТУ (Технические Условия) и ПДК (предельно допустимая концентрация на рабочем месте) что связаны определенными затратами. "Хладон-510" имеет эти документы.
Результаты испытаний новых хладагентов носят рекламный характер и для этого вида товара они являются предметом обсуждения при заключении договора на испытания по определению применимости на конкретном оборудовании.
Наиболее ценные показатели для хладагентов в бытовых машинах:
В промышленном оборудовании более важны надежность, холодопроизводительность и низкая цена хладагента. Более подробно методика выбора хладагентов изложена в приложении.