Cerințe de mediu pentru compresoare

Odată cu dezvoltarea industriei, poluarea Pământului devine din ce în ce mai gravă, iar protecția mediului a devenit o problemă importantă de preocupare globală. Prevenirea distrugerii stratului de ozon atmosferic și a schimbărilor climatice globale a atras atenția pe scară largă din partea țărilor din întreaga lume și a ajuns la un consens între guvernele internaționale, semnând acorduri relevante.
compresor
compresor
În domeniul refrigerarii și al aerului condiționat, distrugerea stratului de ozon atmosferic de către CFCS și HCFCS, precum și încălzirea globală cauzată de consumul de energie, sunt aspecte care ar trebui să fie foarte apreciate în proiectarea compresoarelor.
După cum se știe, selecția agenților frigorifici este unul dintre mulți factori care afectează proiectarea compresorului și care ar trebui să fie foarte apreciat.
Pentru a dezvolta noi compresoare folosind agenți frigorifici alternativi, designerii au întâmpinat mai întâi două probleme:
În primul rând, compresorul trebuie să-și redefinească volumul de lucru pentru a îndeplini cerințele de presiune ale diferitelor debite;
În al doilea rând, trebuie abordată compatibilitatea dintre diversele materiale în contact cu agentul frigorific din compresor, cum ar fi cauciucul sintetic și uleiul de lubrifiere.
În istoria trecută, mai mult de cincizeci de substanțe au fost folosite ca agenți frigorifici. După cel de-al Doilea Război Mondial, pe lângă utilizarea amoniacului în domeniul capacității mari de răcire, aproape toate câmpurile de refrigerare și aer condiționat au fost dominate de CFCS și HCFCS haloalcani. Substituția CFCS specificată în Protocolul de la Montreal în 1974 a fost realizată în țările industrializate, în timp ce planul de substituire a HCFCS va fi finalizat în 2020; Pentru țările în curs de dezvoltare, acesta va fi întrerupt în 2010 și, respectiv, 2040. Cu toate acestea, în unele țări dezvoltate, acestea sunt pregătite să o realizeze înainte de termen. Figura 6 prezintă câmpurile de aplicare și înlocuitorii potențiali ai CFC-11, CFC-12, HCFC-22 și R502, care au fost utilizate anterior în mod obișnuit în Europa (sub linia săgeată orizontală).
CFC-11
CFC-11 este un agent frigorific de joasă presiune utilizat în principal în răcitoarele centrifugale, iar înlocuitorul său de tranziție este HCFC-123. În plus, HFC-245ca sau HFC-245fa sunt și agenți frigorifici de joasă presiune, dar au inflamabilitate. Prin urmare, metodele lor de reducere a arderii și toxicitatea trebuie studiate, iar utilizarea lor nu este la fel de eficientă precum CFC-11 și HCFC-123. Prin urmare, multe întreprinderi au trecut la utilizarea HFC-134a în răcitoarele centrifuge.
CFC-12
Datorită gamei sale largi de aplicații și problemelor de scurgere în aer condiționat auto, CFC-12 este primul obiect care trebuie luat în considerare ca înlocuitor. HFC-134a poate fi folosit ca înlocuitor în frigiderele de uz casnic și în aparatele de aer condiționat auto. HFC-134a are o capacitate de răcire și o eficiență similare cu CFC-12 în intervalul de temperatură medie până la înaltă. Cu toate acestea, în condiții de funcționare sub -23 grade , își pierde atractivitatea datorită capacității și eficienței de răcire mai scăzute în comparație cu CFC-12. Deși HFC-134a are o valoare ODP zero pentru potențialul de epuizare a stratului de ozon, valoarea sa GWP pentru încălzirea globală este de până la 1300 (pe baza valorii GWP a CO2), care pe termen lung îi va afecta și dezvoltarea și utilizare.
HCFC-22
HCFC{{0}} a fost utilizat pe scară largă în refrigerarea comercială, aerul condiționat comercial și rezidențial și pompele de căldură, cu o valoare ODP mult mai mică decât cea a CFC-11 și CFC-12 , doar 0,055. Dar valoarea sa GWP este destul de mare, de aproximativ 1700. Tocmai din aceste motive unele țări din Europa, precum Germania, sunt eliminate rapid. Există deja câțiva agenți frigorifici amestecați ca înlocuitori pentru HCFC-22. Asociația Americană pentru Refrigerare a recomandat patru tipuri în programul său de evaluare a înlocuirii agentului frigorific (AREP): HFC-134a, R407C, R410A și R410B. Cu toate acestea, în comparație cu celelalte trei, HFC-134a are o capacitate de refrigerare și o presiune mai scăzute, iar utilizarea sa ca agent frigorific necesită o reproiectare semnificativă a sistemului. Prin urmare, posibilitatea de a-l folosi ca înlocuitor pentru HFCF-22 pare să fie minimă, dar posibilitatea de a-l utiliza în răcitoare mai mari există încă. Refrigerantul non-azeotrop R407C este probabil să fie un înlocuitor „incorporat” pentru mașinile existente, deoarece este cel mai apropiat de HCFC-22. După înlocuire, sunt necesare modificări minime la echipamentul sistemului, iar lubrifianții acizi sunt utilizați pentru a înlocui uleiul mineral. De asemenea, trebuie acordată atenție adaptării la alunecarea mare de temperatură a agentului frigorific (până la 5-7 grade ). Agenții frigorifici aproape azeotropi R410A și R410B sunt două amestecuri ale aceluiași HFCS, singura diferență fiind raportul de amestecare. R410A este potrivit pentru aparatele de aer condiționat mici de tip split, dar presiunea sa de evaporare este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât cea a HCFC-22. Prin urmare, sistemul care utilizează acest fluid de lucru trebuie să fie complet reproiectat, astfel încât este utilizat doar în sisteme noi de refrigerare și aer condiționat. Designul optimizat al acestui sistem poate crește eficiența acestuia cu 5%.
R502
R502 a fost utilizat pe scară largă în sistemele de refrigerare la temperatură joasă. AREP recomandă două alternative posibile: R404A și R507. R404A are o capacitate de răcire și o eficiență similare cu R502, dar necesită mai multe teste ale componentelor sistemului, în special ale compresoarelor, atunci când sunt adoptate. Există o componentă în componenta mixtă a R507 care joacă un rol ignifug, care are performanțe similare cu R502, dar testele de toxicitate sunt încă în desfășurare în Statele Unite; Dar în Europa, a fost aplicat echipamentelor frigorifice din supermarketuri.