Требования к окружающей среде для компрессоров

С развитием промышленности загрязнение Земли становится все более серьезным, а охрана окружающей среды становится важным вопросом глобального значения. Предотвращение разрушения озонового слоя атмосферы и глобального изменения климата привлекло широкое внимание стран всего мира и достигло консенсуса среди международных правительств, подписав соответствующие соглашения.
компрессор
компрессор
В области охлаждения и кондиционирования воздуха разрушение атмосферного озонового слоя CFCS и HCFCS, а также глобальное потепление, вызванное потреблением энергии, являются проблемами, которые следует высоко ценить при проектировании компрессоров.
Как хорошо известно, выбор хладагентов является одним из многих факторов, влияющих на конструкцию компрессора, которым следует уделять большое внимание.
При разработке новых компрессоров с использованием альтернативных хладагентов конструкторы сначала столкнулись с двумя проблемами:
Во-первых, компрессор должен переопределить свой рабочий объем, чтобы соответствовать требованиям к давлению при различных скоростях потока;
Во-вторых, необходимо учитывать совместимость различных материалов, контактирующих с хладагентом в компрессоре, таких как синтетический каучук и смазочное масло.
В прошлом в качестве хладагентов использовалось более пятидесяти веществ. После Второй мировой войны, в дополнение к использованию аммиака в диапазоне большой холодопроизводительности, почти во всех областях охлаждения и кондиционирования воздуха преобладали галоалканы CFCS и HCFCS. Замена CFCS, указанная в Монреальском протоколе в 1974 году, была реализована в промышленно развитых странах, а план замены CFCS будет завершен в 2020 году; Для развивающихся стран он будет прекращен в 2010 и 2040 годах соответственно. Однако в некоторых развитых странах его готовы добиться досрочно. На рис. 6 показаны области применения и потенциальные заменители CFC-11, CFC-12, HCFC-22 и R502, которые ранее широко использовались в Европе (под горизонтальной стрелкой).
КФУ-11
ХФУ-11 – это хладагент низкого давления, который в основном используется в центробежных чиллерах, а его переходным заменителем является ГХФУ-123. Кроме того, HFC-245ca или HFC-245fa также являются хладагентами низкого давления, но они легко воспламеняются. Следовательно, необходимо изучить их методы уменьшения горения и токсичность, и их использование не так эффективно, как CFC-11 и HCFC-123. Поэтому многие предприятия перешли на использование ГФУ-134а в центробежных чиллерах.
КФУ-12
Из-за широкого спектра применений и проблем с утечками в автомобильных кондиционерах CFC-12 является первым объектом, который следует рассматривать в качестве замены. ГФУ-134a можно использовать в качестве заменителя в бытовых холодильниках и автомобильных кондиционерах. ГФУ-134а имеет холодопроизводительность и эффективность, аналогичную ХФУ-12 в диапазоне средних и высоких температур. Однако в условиях эксплуатации ниже -23 градусов он теряет свою привлекательность из-за меньшей холодопроизводительности и эффективности по сравнению с CFC-12. Хотя ГФУ-134а имеет нулевое значение ОРП для озоноразрушающего потенциала, его значение ПГП для глобального потепления достигает 1300 (на основе значения ПГП CO2), что в долгосрочной перспективе также повлияет на его разработку и использовать.
ГХФУ-22
ГХФУ{{0}} широко используется в коммерческом охлаждении, коммерческом и бытовом кондиционировании воздуха и тепловых насосах, при этом значение ОРП намного ниже, чем у ХФУ-11 и ХФУ-12. , всего 0,055. Но его значение ПГП довольно велико, около 1700. Именно по этим причинам некоторые страны Европы, например Германия, быстро выводятся из употребления. Уже существует несколько смешанных хладагентов в качестве заменителей ГХФУ-22. Американская ассоциация холодильного оборудования в своей программе оценки замены хладагентов (AREP) рекомендовала четыре типа: HFC-134a, R407C, R410A и R410B. Однако по сравнению с тремя другими ГФУ-134а имеет меньшую холодопроизводительность и давление, и его использование в качестве хладагента требует существенной модернизации системы. Поэтому возможность его использования в качестве заменителя HFCF-22 кажется минимальной, но возможность его использования в более крупных чиллерах все же существует. Неазеотропный хладагент R407C, скорее всего, станет заменой существующим машинам, поскольку он наиболее близок к ГХФУ-22. После замены требуются минимальные доработки оборудования системы, а вместо минерального масла используются кислотные смазки. Следует также обратить внимание на адаптацию к большому температурному проскальзыванию хладагента (до 5-7 градусов). Близкие к азеотропным хладагенты R410A и R410B представляют собой две смеси одного и того же HFCS, с той лишь разницей, что соотношение смешивания. R410A подходит для небольших кондиционеров сплит-системы, но его давление испарения примерно в 1,5 раза больше, чем у ГХФУ-22. Следовательно, система, использующая эту рабочую жидкость, нуждается в полной переработке, поэтому она используется только в новых системах холодоснабжения и кондиционирования воздуха. Оптимизированная конструкция этой системы может повысить ее эффективность на 5 процентов.
R502
R502 широко используется в низкотемпературных холодильных системах. AREP рекомендует две возможные альтернативы: R404A и R507. R404A имеет холодопроизводительность и эффективность, аналогичные R502, но при его внедрении требуется больше испытаний компонентов системы, особенно компрессоров. В смешанном компоненте R507 есть компонент, который играет роль антипирена, который имеет характеристики, аналогичные R502, но испытания на токсичность все еще продолжаются в Соединенных Штатах; Но в Европе он применялся к холодильному оборудованию супермаркетов.