Екологични изисквания за компресори

С развитието на промишлеността замърсяването на Земята става все по-сериозно и опазването на околната среда се превърна във важен въпрос от глобална загриженост. Предотвратяването на унищожаването на атмосферния озонов слой и глобалното изменение на климата привлече широко внимание от страни по света и постигна консенсус сред международните правителства, подписвайки съответните споразумения.
компресор
компресор
В областта на охлаждането и климатизацията разрушаването на атмосферния озонов слой от CFCS и HCFCS, както и глобалното затопляне, причинено от консумацията на енергия, са проблеми, които трябва да бъдат високо оценени при проектирането на компресори.
Както е добре известно, изборът на хладилни агенти е един от многото фактори, които влияят върху дизайна на компресора, който трябва да бъде високо ценен.
За да разработят нови компресори, използващи алтернативни хладилни агенти, дизайнерите първо се сблъскаха с два проблема:
Първо, компресорът трябва да предефинира своя работен обем, за да отговори на изискванията за налягане на различни дебити;
Второ, трябва да се обърне внимание на съвместимостта между различни материали в контакт с хладилния агент в компресора, като синтетичен каучук и смазочно масло.
В миналото повече от петдесет вещества са били използвани като хладилни агенти. След Втората световна война, в допълнение към използването на амоняк в обхвата на голям охладителен капацитет, почти всички области на охлаждане и климатизация бяха доминирани от халоалкани CFCS и HCFCS. Заместването на CFCS, посочено в Монреалския протокол от 1974 г., е реализирано в индустриализираните страни, докато планът за заместване с HCFCS ще бъде завършен през 2020 г.; За развиващите се страни той ще бъде прекратен съответно през 2010 г. и 2040 г. В някои развити страни обаче са готови да го постигнат предсрочно. Фигура 6 показва областите на приложение и потенциалните заместители на CFC-11, CFC-12, HCFC-22 и R502, които преди са били често използвани в Европа (под хоризонталната стрелка).
CFC-11
CFC-11 е хладилен агент с ниско налягане, използван главно в центробежни охладители, а неговият преходен заместител е HCFC-123. В допълнение, HFC-245ca или HFC-245fa също са хладилни агенти с ниско налягане, но имат запалимост. Следователно, техните методи за намаляване на горенето и токсичността им трябва да бъдат проучени и употребата им не е толкова ефективна, колкото CFC-11 и HCFC-123. Поради това много предприятия са преминали към използване на HFC-134a в центробежни охладители.
CFC-12
Поради широкия си диапазон от приложения и проблеми с течовете в автомобилната климатизация, CFC-12 е първият обект, който трябва да се разглежда като заместител. HFC-134a може да се използва като заместител в домашни хладилници и климатици за автомобили. HFC-134a има охлаждащ капацитет и ефективност, подобни на CFC-12 в диапазона на средни до високи температури. Въпреки това, при работни условия под -23 градуса, той губи своята привлекателност поради по-ниския си охлаждащ капацитет и ефективност в сравнение с CFC-12. Въпреки че HFC-134a има нулева стойност на ODP за потенциал за изчерпване на озоновия слой, неговата стойност на GWP за глобално затопляне е толкова висока, колкото 1300 (на базата на стойността на GWP на CO2), което в дългосрочен план също ще повлияе на неговото развитие и използване.
HCFC-22
HCFC{{0}} се използва широко в промишлени хладилници, промишлени и битови климатици и термопомпи, със стойност на ODP, много по-ниска от тази на CFC-11 и CFC-12 , само 0,055. Но неговата стойност на GWP е доста висока, около 1700. Точно поради тези причини някои страни в Европа, като Германия, бързо се премахват. Вече има няколко смесени хладилни агенти като заместители на HCFC-22. Американската хладилна асоциация препоръча четири вида в своята програма за оценка на подмяната на хладилен агент (AREP): HFC-134a, R407C, R410A и R410B. Въпреки това, в сравнение с другите три, HFC-134a има по-нисък хладилен капацитет и налягане и използването му като хладилен агент изисква значително препроектиране на системата. Следователно възможността за използването му като заместител на HFCF-22 изглежда минимална, но възможността за използването му в по-големи чилъри все още съществува. Неазеотропният хладилен агент R407C вероятно ще бъде „влизащ“ заместител на съществуващите машини, тъй като е най-близък до HCFC-22. След смяната са необходими минимални модификации на оборудването на системата, а за смяна на минералното масло се използват киселинни смазки. Трябва също да се обърне внимание на адаптирането към голямото температурно приплъзване на хладилния агент (до 5-7 градуса). Близо до азеотропните хладилни агенти R410A и R410B са две смеси от един и същ HFCS, като единствената разлика е съотношението на смесване. R410A е подходящ за малки климатици от разделен тип, но неговото налягане на изпарение е около 1,5 пъти по-високо от това на HCFC-22. Следователно системата, използваща тази работна течност, трябва да бъде напълно преработена, така че да се използва само в нови хладилни и климатични системи. Оптимизираният дизайн на тази система може да увеличи нейната ефективност с 5 процента.
R502
R502 се използва широко в нискотемпературни хладилни системи. AREP препоръчва две възможни алтернативи: R404A и R507. R404A има охладителен капацитет и ефективност, подобни на R502, но изисква повече тестове на компонентите на системата, особено на компресорите, когато се приеме. Има компонент в смесения компонент на R507, който играе ролята на забавяне на пламъка, който има подобни характеристики като R502, но тестовете за токсичност все още продължават в Съединените щати; Но в Европа се прилага за хладилно оборудване на супермаркети.