Ekološki zahtjevi za kompresore

S razvojem industrije, zagađenje Zemlje postaje sve ozbiljnije, a zaštita okoliša postala je važno pitanje globalne brige. Sprječavanje uništavanja atmosferskog ozonskog omotača i globalnih klimatskih promjena privuklo je široku pozornost zemalja diljem svijeta i postiglo je konsenzus među međunarodnim vladama, potpisujući relevantne sporazume.
kompresor
kompresor
U području hlađenja i klimatizacije, uništavanje atmosferskog ozonskog omotača CFCS-om i HCFCS-om, kao i globalno zagrijavanje uzrokovano potrošnjom energije, pitanja su koja bi se trebala visoko cijeniti u dizajnu kompresora.
Kao što je dobro poznato, odabir rashladnog sredstva jedan je od mnogih čimbenika koji utječu na dizajn kompresora i koji treba biti visoko cijenjen.
Kako bi razvili nove kompresore koji koriste alternativna rashladna sredstva, dizajneri su se prvo susreli s dva problema:
Prvo, kompresor mora redefinirati svoj radni volumen kako bi zadovoljio zahtjeve tlaka različitih brzina protoka;
Drugo, mora se obratiti pozornost na kompatibilnost između različitih materijala koji su u kontaktu s rashladnim sredstvom u kompresoru, poput sintetičke gume i ulja za podmazivanje.
U prošlosti se više od pedeset tvari koristilo kao rashladna sredstva. Nakon Drugog svjetskog rata, uz korištenje amonijaka u rasponu velikog kapaciteta hlađenja, u gotovo svim područjima rashladnih i klimatizacijskih uređaja dominirali su haloalkanski CFCS i HCFCS. CFCS supstitucija navedena u Montrealskom protokolu 1974. godine realizirana je u industrijaliziranim zemljama, dok će plan supstitucije HCFCS biti dovršen 2020. godine; Za zemlje u razvoju, bit će prekinut 2010., odnosno 2040. godine. Međutim, u nekim razvijenim zemljama to su spremni postići i prije roka. Slika 6 prikazuje područja primjene i potencijalne zamjene za CFC-11, CFC-12, HCFC-22 i R502, koji su se prethodno često koristili u Europi (ispod vodoravne strelice).
CFC-11
CFC-11 je niskotlačno rashladno sredstvo koje se uglavnom koristi u centrifugalnim rashladnim uređajima, a njegova prijelazna zamjena je HCFC-123. Osim toga, HFC-245ca ili HFC-245fa također su niskotlačna rashladna sredstva, ali su zapaljiva. Stoga je potrebno proučiti njihove metode smanjenja izgaranja i toksičnost, a njihova upotreba nije tako učinkovita kao CFC-11 i HCFC-123. Stoga su mnoga poduzeća prešla na korištenje HFC-134a u centrifugalnim rashladnicima.
CFC-12
Zbog širokog spektra primjene i problema s curenjem u automobilskim klima uređajima, CFC-12 je prvi predmet koji treba razmotriti kao zamjenu. HFC-134a se može koristiti kao zamjena u kućanskim hladnjacima i klima uređajima u automobilima. HFC-134a ima kapacitet hlađenja i učinkovitost sličnu CFC-12 u srednjem do visokom temperaturnom rasponu. Međutim, u radnim uvjetima ispod -23 stupnjeva, gubi svoju privlačnost zbog nižeg kapaciteta hlađenja i učinkovitosti u usporedbi s CFC-12. Iako HFC-134a ima nultu vrijednost ODP za potencijal oštećenja ozona, njegova GWP vrijednost za globalno zatopljenje je čak 1300 (na temelju GWP vrijednosti CO2), što će dugoročno također utjecati na njegov razvoj i koristiti.
HCFC-22
HCFC{{0}} naširoko se koristi u komercijalnom hlađenju, komercijalnom i stambenom klimatiziranju i dizalicama topline, s ODP vrijednošću mnogo nižom od vrijednosti CFC-a-11 i CFC-a-12 , samo 0,055. Ali njegova GWP vrijednost je dosta visoka, oko 1700. Upravo iz tih razloga neke zemlje u Europi, poput Njemačke, ubrzano se gase. Već postoji nekoliko miješanih rashladnih sredstava kao zamjena za HCFC-22. Američka udruga za hlađenje preporučila je četiri vrste u svom programu procjene zamjene rashladnog sredstva (AREP): HFC-134a, R407C, R410A i R410B. Međutim, u usporedbi s ostala tri, HFC-134a ima manji kapacitet hlađenja i manji tlak, a njegova upotreba kao rashladnog sredstva zahtijeva značajan redizajn sustava. Stoga se čini da je mogućnost korištenja kao zamjene za HFCF-22 minimalna, ali mogućnost korištenja u većim rashladnim uređajima i dalje postoji. Neazeotropno rashladno sredstvo R407C vjerojatno će biti zamjena za postojeće strojeve, budući da je najbliže HCFC-u-22. Nakon zamjene potrebne su minimalne izmjene na opremi sustava, a za zamjenu mineralnog ulja koriste se kisela maziva. Također treba obratiti pozornost na prilagođavanje velikom temperaturnom klizanju rashladnog sredstva (do 5-7 stupnjeva). Skoro azeotropna rashladna sredstva R410A i R410B su dvije mješavine istog HFCS-a, s jedinom razlikom u omjeru miješanja. R410A je prikladan za male klima-uređaje split tipa, ali njegov tlak isparavanja je oko 1,5 puta veći od HCFC-a-22. Stoga je sustav koji koristi ovaj radni fluid potrebno potpuno redizajnirati, pa se koristi samo u novim rashladnim i klimatizacijskim sustavima. Optimiziran dizajn ovog sustava može povećati njegovu učinkovitost za 5 posto.
R502
R502 se široko koristi u rashladnim sustavima za niske temperature. AREP preporučuje dvije moguće alternative: R404A i R507. R404A ima kapacitet hlađenja i učinkovitost sličnu R502, ali zahtijeva više testiranja komponenti sustava, posebno kompresora, kada se usvoji. Postoji komponenta u miješanoj komponenti R507 koja ima ulogu usporavanja plamena, koja ima slične performanse kao R502, ali ispitivanje toksičnosti još uvijek je u tijeku u Sjedinjenim Državama; Ali u Europi je primijenjen na rashladnu opremu supermarketa.