Наверняка каждый из читателей нашей статьи помнит вкусное мороженное, которое доставал продавец из коробки в магазине или на улице. Мороженное сохранялось твердым и не таяло благодаря твердым белым кускам чего-то холодного (обжигающего руки), на чем лежали коробки с мороженым. Именно этот образ «сухого льда» был у меня в голове при запуске первой нашей субкритической холодильной установки на СО₂, который мне очень не хотелось получить в рабочем контуре холодильной системы при неправильной пусконаладке. Это теперь, работая в команде с профессионалами в холодильной отрасли, я знаю, что «сухой лед» — твердый диоксид углерода CO₂, при обычных условиях (атмосферном давлении и комнатной температуре) переходящий в газообразное состояние, минуя жидкую фазу (ГОСТ 12162–77). А в детстве меня этот вопрос мало интересовал — наверно, вкус мороженного был важнее для меня, чем научные познания.

Сегодняшние реалии, вне зависимости от наших видений и пожеланий, ежедневно бросают вызовы, которые необходимо преодолевать, приобретая новый опыт и знания. Так, Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу сделала неизбежным и неотвратимым вывод из обращения уже привычных для нас хладагентов, таких как R404a, R507, R134a и так далее. Соответственно их стоимость уже в ближайшее время будет расти, а также возникнут дополнительные сложности с их приобретением и использованием, как это в свое время было с хладагентом R12, а впоследствии — и с R22. К примеру, в Испании стоимость R404а доходит до 40 евро за килограмм. Страны Евросоюза уже более пяти лет назад начали осуществлять модернизацию оборудования для возможности работы на природных хладагентах. Последние два года настоящий бум наблюдается в странах Скандинавии.

Из сказанного выше следует вывод — необходимо развивать направление природных хладагентов, поскольку они имеют наименьший коэффициент глобального потепления, а значит, еще длительное время будут актуальны. Но каждый из них имеет свои особенности. Наиболее перспективный в малых холодильных установках пропан — взрыво- и огнеопасен. Аммиак — токсичен и зрывоопасен. CO₂ имеет высокое рабочее давление и при больших концентрациях также может быть опасен для человека. Проанализировав  ложившуюся ситуацию, иностранное унитарное предприятие «ЗИП24» сделало ставку на CO₂, как наиболее перспективный  риродный хладагент в коммерческом и полупромышленном применении. Разработана концепция внедрения данного хладагента в Республике Беларусь. Первым этапом явились разработка, поставка и запуск системы с CO₂ на субкритическом цикле. Основные аргументы:

• относительно невысокие давления, до 35–45 бар на нагнетании и до 20–25 бар на стороне всасывания;
• возможность использования многих «стандартных» линейных компонентов;
• привычный для специалистов рабочий цикл с конденсацией хладагента;
• энергоэффективность не менее, а в холодный период — более, чем в классической схеме холодоснабжения объекта;
• низкая стоимость хладагента и его доступность на рынке.

В этом году нам удалось реализовать задуманное совместно с ООО «Санта Ритейл» в новом супермаркете в Кобрине. Хочется выразить благодарность команде специалистов ООО «Санта Ритейл» в лице директора Александра Чуйко в стремлении к инновациям и желании быть лидера ми в своем деле. Компания «ЗИП24» установила холодильную машину производства REFRA (Литва) на базе компрессоров BITZER (Германия). В магазине среднетемпературный контур работает на R134a, а низкотемпературный контур, пять боннет и четыре камеры хранения замороженной продукции — на CO₂. Запуск прошел успешно и без особых сложностей. Однако стоит отметить определенные нюансы в работе как непосредственно каскадной схемы, так и с контуром CO₂. Необходимость непрерывного и точного поддержания температуры кипения R134а при работе НТ каскада, так как в противном случае может произойти сработка аварий по реле высокого давления. Для обеспечения безопасности персонала и посетителей в обязательном порядке нужно обеспечить вентиляцию компрессорной, а также установить датчики ПДК CO₂, вывести трубопровод аварийного сброса CO₂. При первоначальной заправке системы необходимо поднять давление в контуре больше критического при помощи газовой фазы, и только при ее превышении продолжать заправку CO2 в жидкой фазе, в противном случае возможно достижение условий «тройной точки» CO₂ согласно диаграмме состояния вещества с образованием твердой фазы СО₂ («сухой лед» для мороженного). В связи с чем запуск машины придется отложить на длительное время для устранения данного явления.
Для поддержания рабочего давление жидкого CO2 в ресивере не более 45 бар, в случае отключения электроснабжения либо других причин, необходимо предусмотреть отдельный холодильный агрегат с автономным электропитанием. В качестве хладагента для него подойдет пропан (R290).
Стоит отметить, что схема с субкритическим циклом хоть и имеет определенное удобство, однако она не может полностью раскрыть потенциал CO₂ как энергоэффективного хладагента, способного заменить в ближайшее время привычные нам хладагенты R404a и R507. Использование субкритического цикла является определенным компромиссом, призванным дать возможность привыкнуть к новому хладагенту, а затем подняться на ступеньку выше.
Мы говорим о транскритическом цикле CO₂. Наиболее перспективными, на наш взгляд, являются бустерные холодильные машины, с использованием     параллельных компрессоров для удаления пара из ресивера. Такие типовые решения уже есть у компании Danfoss с применением мультиэжектора.
В настоящее время предприятие «ЗИП24» разрабатывает проект с использованием транскритического цикла CO₂ с последующим внедрением на рынок Республики Беларусь. Мы всегда стремимся к внедрению высокоэффективных и технологичных решений и надеемся на тесное сотрудничество со всеми нашими Партнерами.