VALTEC

Ваші старі кондиціонери та озоновий шар планети

С. Міхненко

Добра новина – величезна озонова діра, що утворилася у над Антарктикою у 2020 році, затягнулася. Про те, до чого тут ваші старі кондиціонери, і трохи про Монреальський протокол – йтиметься далі

Рекордна антарктична озонова діра, що утворилася через природні метеорологічні умови та присутність в атмосфері речовин, що руйнують озоновий шар, наприкінці грудня 2020 року остаточно закрилася. Це добра новина.

Антарктична озонова діра 2020 року, що формувалася найдовше та була однією з найбільших дір, зафіксованих з початку моніторингу озонового шару планети 40 років тому, швидко зростала з середини серпня і 20 вересня 2020 р. досягла максимуму в 24,8 мільйони км2, див. рис. 1, поширившись на більшу частину антарктичного континенту та охопивши прилеглі до Антарктики океанічні території. Проте вже наприкінці грудня 2020 р. озонова діра затягнулася, що стало приводом до появи оптимістичних, але дещо контраверсійних новин в пресі та електронних медіа. Стан озонового шару Землі контролюється за допомогою супутників та ряду наземних спостережних станцій, починаючи з 1980 року.

Зображення Площа озонової діри в Антарктиці Рис. 1. Площа озонової діри в Антарктиці, вересень-грудень 2020 р. Дані моніторингу CAMS та ECMWF

Це було обумовлено появою у 2020 році сильного, стабільного і холодного полярного вихору і дуже холодними температурами в стратосфері (шар атмосфери приблизно від 10 км до висоти близько 50 км). Ті самі метеорологічні фактори також сприяли появі попередній та короткочасній антарктичній озоновій дірці у 2019 р.. Але та була набагато меншою та напрочуд швидко зникла.

«Останні два сезони озонових дір демонструють річну мінливість озонової діри та покращують наше розуміння факторів, що відповідають за їх формування, ступінь та тяжкість наслідків», – прокоментували ситуацію у Департаменті досліджень атмосферного середовища Всесвітньої метеорологічної організації (WMO). Стан озонового шару наразі контролює Мережа станцій моніторингу за програмою WMO Global Atmosphere Watch, що тісно співпрацює із Службою моніторингу атмосфери ім. Коперника (Copernicus Atmospheric Monitoring Service, CAMS), контрольованою NASA, Канадською службою з питань навколишнього середовища та кліматичних змін (Environment and Climate Change Canada, ECMWF) та з іншими міжнародними партнерами (NOAA, KNMI, ECCC) з метою моніторингу озонового шару Землі, який захищає все живе на планеті від шкідливих ультрафіолетових променів Сонця та згубного «дальнього» ультрафіолету із глибин космосу.

Кліматичний парадокс

Антарктична озонова діра регулярно утворюється в кінці зими у Південній півкулі. Це пов’язано з більшою кількістю сонячного світла, що потрапляє на полюс через наявність кутового нахилу Землі до орбіти руху навкруг Сонця та особливості геомагнітного поля. Світлова радіація спричиняє реакції, що руйнують озоновий шар. З іншого боку знищення озонового шару безпосередньо пов’язане з фактичною температурою в стратосфері, яка є шаром атмосфери на висоті від 10 км до 50 км. Це пов’язано з тим, що полярні стратосферні хмари, які відіграють важливу роль у хімічному руйнуванні озону, утворюються лише за низьких температур: менше –78 °C.
Ці полярні стратосферні хмари містять кристали льоду, які можуть перетворювати нереакційноздатні сполуки від шкідливих викидів в реакційноздатні, які при освітленні їх сонячним світлом та за певної інтенсивності інсоляції запускає відповідні фотохімічні реакції, які потім можуть швидко руйнувати озон. Ця залежність від полярних стратосферних хмар і інтенсивності сонячної радіації є основною причиною, чому озонові діри зазвичай розростаються лише у Південній півкулі наприкінці зими / на початку весни (серпень - жовтень). За тепліших умов утворюється менше полярних льодових стратосферних хмар, які зберігаються не так довго, що обмежує процес руйнування озонового шару.

Високі температури в атмосфері (стратосфері) починають підвищуватися в кінці весни у Південній півкулі, що сповільнює виснаження озонового шару, холодний полярний вихор слабшає і нарешті руйнується, і зазвичай до кінця грудня (початок південного літа) рівень озону над Антарктикою нормалізується.
Однак у 2020 році сильний, стабільний і холодний полярний вихор аномально довго підтримував температуру озонового шару над Антарктидою постійно холодною, запобігаючи змішуванню озонового повітря над Антарктидою з багатим на озон повітрям з вищих широт. Протягом більшої частини сезону 2020 року рівні концентрації озону в стратосфері на висоті десь 20-25 км (за тиску 50-100 гПа) досягали майже нульових значень, зменшуючи концентрацію до 94 одиниць Добсона (одиниця виміру кількості озону), або приблизно до однієї третини від його нормального значення.

Отже, ми спостерігаємо очевидний парадокс – за даними тієї ж WMO 2020 рік був найгарячішим на планеті за всю історію метеоспостережень (більше 150 років), руйнування озону зменшується саме за умови потепління, а тут мова йде про появу у 2020 р. аномально холодних вихорів, що ініціювали появу найбільшої з 2000 р. озонової дірки, але яка дуже швидко затягнулася. То що відбувається? Захисний шар відновлюється через глобальне потепління? Чи поява рекордних дір викликана настанням похолодання? Чому озоновий шар все ж дуже тепер швидко відновлюється?

Монреальський протокол

Монреальський протокол про емісію галоводневих речовин (The Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer) є першою епохальною багатосторонньою екологічною угодою, яка регулює виробництво та споживання майже 100 хімічних сполук, чия присутність в атмосфері руйнує озоновий шар (ozone depleting substances, ODS).

Договір став доступним до підписання 16 вересня 1987 р. і набрав чинності 1 січня 1989 р.. Учасники договору приймали додаткові умови та доповнення до Договору ще вісім разів: 1989 (Гельсінкі), 1990 (Лондон), 1991 (Найробі), 1992 (Копенгаген), 1993 (Бангкок), 1995 (Відень), 1997 (Монреаль) і 1999 (Пекін). Договір був майже всесвітньо підтриманий та ефективно виконується і наразі визнається однією з найуспішніших міжнародних екологічних угод.

З моменту заборони застосування галовуглеводнів та заходів щодо запобіганню їх техногенної емісії, озоновий шар повільно відновлюється, і дані чітко демонструють тенденцію до зменшення площі озонової діри – з урахуванням щорічних сезонних змін.

В останніх наукових дослідженнях за програмою WMO/UN з питань навколишнього середовища щодо виснаження озонового шару, опублікованим у 2018 році, було зроблено висновок, що абсолютна кількість озону в атмосфері планети повільно збільшується, і процес наразі рухається у напрямку потенційного повернення значень озону в Антарктиді до рівня до 1980 р., що за прогнозами станеться до 2060 р. Така повільність пов’язана з тривалим терміном активності в атмосфері штучних шкідливих хімічних речовин, що потрапили в атмосферу з техногенних причин.

«Нам і надалі потрібні постійні міжнародні дії для забезпечення Монреальського протоколу щодо хімічних речовин, що руйнують озоновий шар. В атмосфері все ще достатньо озоноруйнівних речовин, які щорічно спричиняють виснаження шару озону», – наголошують у WMO Global Atmosphere Watch.

Після стрибків рівня озону та появи у стратосфері у 2000 році гігантської озонової діри за останні десять років розміри ушкоджень захисного щита повільно зменшувались. У реакціях, що руйнують озон, беруть участь хімічно активні форми хлору та брому, які є штучними сполуками. Найбільша кількість таких сполук вироблялася для наповнення аерозольних балончиків та для застосування в системах кондиціонування повітря, холодильному обладнанні, в теплових насосах в якості легко киплячого холодоагенту.

Завдяки імплементації екологічної угоди під назвою Монреальський протокол кількість хлору та брому в атмосфері значно зменшилася – рівні впали на 16% з 2000 року.

За даними NASA, найменша зафіксована озонова діра була в 2019 році. Це сталося через тепліші атмосферні умови в Антарктиді того року.

У 2020 році утворилася 12-а за величиною озонова діра від рекордних значень 2000 р, але її розміри помітно нижчі, оскільки у 2020 році фіксувався 14-й найнижчий рівень озону за останні 33 роки. Різниця в розмірах між 2019 і 2020 роками показує, як поточні погодні умови та різні температури впливають на озонову діру.
Приклад дієвості міжнародних зусиль за Монреальським протоколом також дає впевненість, що й заходи за Паризькою угодою по призупиненню кліматичних змін можуть також досягти наочних позитивних результатів.

Чи треба замінити ваші старі кондиціонери?

Ще з 1992 року було повсюдно заборонене використання озоноруйнівних сполук у аерозольних балончиках. Звідтоді їх почали заправляти натуральним газом.

Згідно з Монреальською угодою з початку 2010 р. у нових системах кондиціонування, у холодильному обладнанні та теплових насосах, що вироблені в країнах ЄС, заборонено використовувати гідрохлорфторвуглеводні (ГФУ або т. з. фреони), а з 2020 р. заборонено їх використовувати навіть для обслуговування вже існуючих та працюючих систем. Ці сполуки тепер взагалі заборонено виробляти в ЄС та США, і фреони почнуть повністю виводитися з використання. Що це означає для власників будинків з системами HVAC, які працюють на фреоновому холодоагенті? Чи потрібно буде замінити систему у 2021 році?

Дослідження показали, що ГФУ впливають на руйнування озону та прискорюють глобальне потепління. Ці хімічні сполуки є лише невеликою частиною т. з. «парникових газів», що впливають на наше довкілля, «але вони утримують в атмосфері в тисячі разів більше тепла, ніж вуглекислий газ», – свідчать дослідження вчених.

Протягом десятиліть фреон, також відомий як HCFC-22 і R-22, був основною хімічною речовиною для холодоагенту, що використовувався в кондиціонерах, холодильних машинах та теплових насосах. Щоб захистити озоновий шар, в ЄС зобов’язали припинити виробництво фреону до січня 2020 року.

Отже, системи HVAC, вироблені після 2010 року в країнах ЄС (а також в США та не тільки), більше не покладаються на фреон. У більшості нових пристроїв кондиціонування відтоді використовується холодоагент R410A або Puron. Хоча ця хімічна речовина також належить до класу ГХФВ (гідрохлорфторвуглеводнів), але було доведено, що вона не шкодить озону, і з 2015 року стала промисловим стандартом для систем кондиціонування повітря в житлових приміщеннях.

Тобто, велика кількість власників домашніх холодильних агрегатів та іншого HVAC-обладнання, на яких вплине дія екологічних обмежень, вже перейшли на більш екологічні холодоагенти, навіть не підозрюючи про це. Залишається питання сервісного обслуговування та періодичної дозаправки холодоагентом старих систем.

Протягом останніх восьми років фахівці з вентиляції та кондиціонування повітря поступово виводили фреон з використання на глобальному рівні. Промислові системи кондиціонування, старіші за 10-15 років, замінювались відповідно до графіків, що були затверджені у відповідних країнах-учасниках Монреальського договору, але повсюди лишилася деяка частина тих пристроїв, що не можуть застосовувати безпечний R410A. Треба врахувати, що не всі HVAC-системи, які були продані на ринку України за цей період, також працюють саме на «екофреоні».

Фреон насправді становить лише екологічну небезпеку, якщо він витікає або утилізується неналежним чином. Агрегати HVAC на основі фреону, які все ще функціонують належним чином, не мають витоків, та не потребують дозаправки холодоагентом, також не потребують негайної заміни. Починаючи з 2020 року, фреон більше не буде вироблятися в країнах ЄС або імпортуватися, але обмежена кількість «старих» фреонів все ще будуть подеколи доступними – лише для сервісних та ремонтних потреб. Старі системи можна обслуговувати або заряджати холодоагентом, використовуючи запаси старих ГХФВ, вироблених до 2020 року. Після їх вичерпання, сервісні техніки, щоби підтримувати роботу старої системи охолодження, повинні будуть заправляти лише «екологічний» фреон. Як нові правила щодо холодоагенту фреону вплинуть на власників будинків, починаючи з 2020 року, залежить від віку їх кондиціонера.

Ось короткий графік, як це стосуватиметься власників будинків з кондиціонерами, виготовленими до 2010 року:

  • До 2020 року – старі системи можна обслуговувати фреоном, що зберігався на складі та був вироблений до 2020 р.
  • З 2020 р. – заборона виробництва та імпорту фреону в країнах ЄС.
  • Після 2020 року – старі системи в країнах ЄС можна обслуговувати лише «новим» екологічним фреоном. Власникові потрібно знати інформацію про технічні особливості їхніх блоків кондиціонування, що працюють на фреоні.

Не всі старі системи можна перевести на «екофреон». Хоча нові правила не вимагають від власників будинків купувати нові системи кондиціонування, але в разі їх поломки чи потреби у дозаправці, здійснити їх ремонт чи обслуговування буде неможливо.

Це також не означає, що систему кондиціонування потрібно негайно замінити всю цілком. Виходом із ситуації може стати модернізація пристроїв, проте така модернізація старих систем також не завжди можлива. На жаль, не можна отак просто перейти на холодоагенти, які не шкодять озоновому шару. Нові кондиціонери мають компресори та інші деталі (в тому числі ущільнювачі), які працюють лише з певними хімічними речовинами.\

Зображення зовнішній блок старого кондиціонера Рис. 2. Фахівці в багатьох випадках можуть замінити зовнішній блок на новий, що працює на «екофреоні»

Якщо зовнішній блок (в якому циркулює фреон) є сумісним з холодоагентом R410A, фахівці з HVAC можуть замінити лише зовнішній блок (див. рис. 2), що не потребуватиме модифікації інших компонентів у всьому будинку. Багато виробників HVAC-обладнання, в тому числі китайських, підготувалися до можливості заміни старих блоків на нові, екологічні, та мають в своїй номенклатурі відповідні вироби. Це рішення може коштувати доволі дорого, але воно дозволить працювати існуючій системі кондиціонування, та не потребуватиме ремонту внутрішніх приміщень та заміни внутрішніх блоків спліт- та, особливо, мульти-спліт систем.
Зрештою, треба зважити, що середня тривалість життя системи HVAC становить зазвичай не більше15 років. Крім того, перехід на блок з R410A може насправді зробити всю HVAC-систему більш енергоефективною. Сучасні кондиціонери є більш екологічними, економічними, малошумними, зручнішими, надійнішими, а також є більш енергоефективними.

Якщо кондиціонер був виготовлений до 2010 року, можливо просто настав час за першої нагоди замінити його, та отримати окрім нової системи ще й зниження рахунків за комунальні послуги – це також є фактором, який слід враховувати при обранні найкращого рішення. Багато власників будинків вибирають наразі повну заміну старих систем, а не їх модернізацію, оскільки це забезпечує більшу довгострокову економію.

В разі, якщо ви не впевнені щодо типу холодоагенту, який використовується у вашому кондиціонері, або хочете отримати професійну консультацію щодо найкращого рішення для обслуговування старого агрегату чи про можливість заміни лише зовнішнього блоку, звертайтесь до авторизованих та сертифікованих сервісних служб, які мають право на кваліфіковане виконання гарантійних робіт певних брендів систем HVAC.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm та корисні відео на Youtube-каналі. Долучайтесь!

Просмотрено: 1 755


Оставьте комментарий

Telegram