Vides prasības kompresoriem

Attīstoties rūpniecībai, Zemes piesārņojums kļūst arvien nopietnāks, un vides aizsardzība ir kļuvusi par svarīgu globālu problēmu. Atmosfēras ozona slāņa iznīcināšanas un globālo klimata pārmaiņu novēršana ir piesaistījusi plašu pasaules valstu uzmanību, un tā ir panākusi vienprātību starp starptautiskajām valdībām, parakstot attiecīgus līgumus.
kompresors
kompresors
Saldēšanas un gaisa kondicionēšanas jomā CFCS un HCFCS izraisītā atmosfēras ozona slāņa iznīcināšana, kā arī globālā sasilšana, ko izraisa enerģijas patēriņš, ir jautājumi, kas būtu ļoti jānovērtē kompresoru konstrukcijā.
Kā zināms, aukstumaģentu izvēle ir viens no daudzajiem faktoriem, kas ietekmē kompresora konstrukciju un kas būtu ļoti jānovērtē.
Lai izstrādātu jaunus kompresorus, izmantojot alternatīvus aukstumnesējus, dizaineri vispirms saskārās ar divām problēmām:
Pirmkārt, kompresoram ir jāpārdefinē darba tilpums, lai tas atbilstu dažādu plūsmas ātrumu spiediena prasībām;
Otrkārt, jārisina saderība starp dažādiem materiāliem, kas saskaras ar kompresora aukstumnesēju, piemēram, sintētisko kaučuku un smēreļļu.
Iepriekšējā vēsturē vairāk nekā piecdesmit vielu ir izmantotas kā aukstumaģenti. Pēc Otrā pasaules kara, papildus amonjaka izmantošanai lielas dzesēšanas jaudas diapazonā, gandrīz visās saldēšanas un gaisa kondicionēšanas jomās dominēja haloalkānu CFCS un HCFCS. 1974. gadā Monreālas protokolā noteiktā CFCS aizstāšana ir realizēta rūpnieciski attīstītajās valstīs, savukārt HCFCS aizstāšanas plāns tiks pabeigts 2020. gadā; Jaunattīstības valstīm tas tiks pārtraukts attiecīgi 2010. un 2040. gadā. Tomēr dažās attīstītajās valstīs tās ir gatavas to sasniegt pirms termiņa. 6. attēlā parādīti CFC-11, CFC-12, HCFC-22 un R502 pielietojuma lauki un iespējamie aizstājēji, kas iepriekš tika plaši izmantoti Eiropā (zem horizontālās bultiņas līnijas).
CFC-11
CFC-11 ir zemspiediena dzesētājs, ko galvenokārt izmanto centrbēdzes dzesētājos, un tā pārejas aizstājējs ir HCFC-123. Turklāt HFC-245ca vai HFC-245fa ir arī zema spiediena aukstumnesēji, taču tiem ir uzliesmojamība. Tāpēc ir jāizpēta to sadegšanas samazināšanas metodes un toksicitāte, un to izmantošana nav tik efektīva kā CFC-11 un HCFC-123. Tāpēc daudzi uzņēmumi ir pārgājuši uz HFC{8}}a izmantošanu centrbēdzes dzesētājos.
CFC-12
Tā kā CFC{0}} tiek izmantots plaši, kā arī automobiļu gaisa kondicionēšanas sistēmas noplūdes problēmas, tas ir pirmais objekts, kas jāapsver kā aizstājējs. HFC-134a var izmantot kā aizstājēju sadzīves ledusskapjos un automašīnu gaisa kondicionieros. HFC-134a dzesēšanas jauda un efektivitāte ir līdzīga CFC-12 vidējas un augstas temperatūras diapazonā. Tomēr darbības apstākļos zem -23 grādiem tas zaudē savu pievilcību, jo salīdzinājumā ar CFC-12 ir zemāka dzesēšanas jauda un efektivitāte. Lai gan HFC-134a ODP vērtība ir nulle attiecībā uz ozona noārdīšanas potenciālu, tā GSP vērtība globālajai sasilšanai ir pat 1300 (pamatojoties uz CO2 GSP vērtību), kas ilgtermiņā ietekmēs arī tā attīstību un izmantot.
HCFC-22
HCFC{{0}} ir plaši izmantots komerciālos saldēšanas iekārtās, komerciālos un dzīvojamo telpu gaisa kondicionēšanas iekārtās un siltumsūkņos, un ODP vērtība ir daudz zemāka nekā CFC-11 un CFC-12 , tikai 0,055. Bet tā GWP vērtība ir diezgan augsta, aptuveni 1700. Tieši šo iemeslu dēļ dažas Eiropas valstis, piemēram, Vācija, tiek strauji izbeigtas. Jau ir vairāki jaukti aukstumnesēji, kas aizstāj HCFC-22. Amerikas Refrigerācijas asociācija savā aukstumaģenta nomaiņas novērtēšanas programmā (AREP) ir ieteikusi četrus veidus: HFC-134a, R407C, R410A un R410B. Tomēr, salīdzinot ar pārējiem trim, HFC{11}a ir zemāka dzesēšanas jauda un spiediens, un, lai to izmantotu kā aukstumaģentu, sistēma ir būtiski jāpārveido. Tāpēc šķiet, ka iespēja to izmantot kā HFCF-22 aizstājēju ir minimāla, taču joprojām pastāv iespēja to izmantot lielākos dzesētājos. Neazeotrops aukstumnesējs R407C, iespējams, būs "ievadāms" esošo iekārtu aizstājējs, jo tas ir vistuvākais HCFC-22. Pēc nomaiņas sistēmas aprīkojumā ir jāveic minimālas modifikācijas, un minerāleļļas nomaiņai tiek izmantotas skābes smērvielas. Uzmanība jāpievērš arī tam, lai pielāgotos aukstumaģenta lielajai temperatūras slīdēšanai (līdz 5-7 grādiem). Gandrīz azeotropie aukstumnesēji R410A un R410B ir divi viena un tā paša HFCS maisījumi, un vienīgā atšķirība ir sajaukšanas attiecība. R410A ir piemērots dalīta tipa maziem gaisa kondicionieriem, taču tā iztvaikošanas spiediens ir aptuveni 1,5 reizes lielāks nekā HCFC-22. Tāpēc sistēma, kas izmanto šo darba šķidrumu, ir pilnībā jāpārveido, tāpēc to izmanto tikai jaunās saldēšanas un gaisa kondicionēšanas sistēmās. Šīs sistēmas optimizētais dizains var palielināt tās efektivitāti par 5 procentiem.
R502
R502 ir plaši izmantots zemas temperatūras saldēšanas sistēmās. AREP iesaka divas iespējamās alternatīvas: R404A un R507. R404A dzesēšanas jauda un efektivitāte ir līdzīga R502, taču, to pieņemot, ir vairāk jāpārbauda sistēmas komponenti, īpaši kompresori. R507 jauktajā komponentā ir komponents, kam ir liesmas slāpētāja loma un kam ir līdzīga veiktspēja kā R502, taču ASV joprojām turpinās toksicitātes testēšana; Bet Eiropā tas ir piemērots lielveikalu saldēšanas iekārtām.