Alternatywne czynniki chłodnicze jako odpowiedź na harmonogram wycofywania F-gazów.

Transkrypt

1 Alternatywne czynniki chłodnicze jako odpowiedź na harmonogram wycofywania F-gazów. Michał Sobieraj Politechnika Warszawska PROZON Warszawa, Styczeń 2019

2 Wymagania stawiane czynnikom chłodniczym wysoka właściwa wydajność chłodnicza, odpowiedni do zastosowania przebieg krzywej nasycenia, wysoka wartość współczynnika przejmowania ciepła przy przemianach fazowych, stabilność chemiczna, zgodność z zastosowanymi materiałami konstrukcyjnymi, niski wpływ na środowisko.

3 R (ang. refrigerant) czyli czynnik chłodniczy oraz kolejne numery oznaczające od strony prawej kolejno: liczbę atomów fluoru, liczbę atomów wodoru powiększoną o jeden oraz liczbę atomów węgla pomniejszoną o jeden. Cyfra zero jest pomijana. Liczbę atomów chloru w cząsteczce oblicza się odejmując od liczby atomów wodoru alkanu stanowiącego substancję wyjściową, sumę atomów wodoru i fluoru czynnika syntetycznego. R 12 - cząsteczka Freonu R(0)12, będącego pochodną metanu, zawiera 2 atomy fluoru. Metan R50 o wzorze chemicznym CH 4 zawiera 4 atomy wodoru. Liczba atomów chloru w cząsteczce R12 wynosi zatem 4-2=2.

4 Sobieraj, M., Mieszaniny CO2 i syntetycznych czynników chłodniczych HFC w obiegach podkrytycznych. Ciepłownictwo, Ogrzew. Went.

5

6 Sobieraj, M., Mieszaniny CO2 i syntetycznych czynników chłodniczych HFC w obiegach podkrytycznych. Ciepłownictwo, Ogrzew. Went.

7 PROZON

8 Jednorodne czynniki syntetyczne o niskim GWP

9 Ekologiczne czynniki syntetyczne R448A [R32/R125/R134a/R1234ze/R1234yf (26/26/21/7/7)]

10 Jednorodne czynniki naturalne

11 Czynniki alternatywne w chłodnictwie Lady chłodnicze, lodówki -> R600a, R290 (<150g) Markety -> CO 2 (ukł. transkrytyczne i kaskadowe) Pompy ciepła -> CO 2 Przemysł -> NH 3, CO2

12 Dwutlenek węgla (R744) jako czynnik chłodniczy Właściwości: - referencyjna wartość współczynnika tworzenia efektu cieplarnianego GWP = 1, - wysoka właściwa objętościowa wydajność chłodnicza, - bardzo korzystne właściwości termodynamiczne, - niska temperatura krytyczna (31,8 C / 73,8 bar) - wysoka temperatura punktu potrójnego (-56,6 C / 5,2 bar), - wysoka wartość współczynnika izentropy (->wys. temperatura końca sprężania).

13 Zalety GWP = 1 niepalny nietoksyczny Ograniczenia: t c = 31 C t tr = -56,6 C Sobieraj, M., Mieszaniny CO2 i syntetycznych czynników chłodniczych HFC w obiegach podkrytycznych. Ciepłownictwo, Ogrzew. Went.

14 STOSOWANE OBECNIE OBIEGI TRANSKRYTYCZNY POKDRYTYCZNY KASKADOWY - wysokie ciśnienie pracy (12 MPa) - niskie ciśnienie pracy (3,5 MPa) - niższa wartość współczynnika COP - wysoka wartość współczynnika COP - ekologiczny czynnik chłodniczy - dwa niezależne układy

15 HPV RRPV Dwustopniowy układ transkrytyczny z obejściem gazu [Rivacold]

16 Transkrytyczny dwustopniowy układ z CO2 - zagadnienia Możliwe przypadki: - awaria zaworu flash gas (RPRV) - zamknięty - awaria zaworu flash gas (RPRV) otwarty - niska wartość przegrzania w parownikach MT - powrót mokrych par do sprężarek MT - właściwe ciśnienie w zbiorniku FT - wysokie ciśnienie w zbiorniku FT - niskie ciśnienie w zbiorniku FT

17 Normalne warunki pracy

18 Awaria zaworu flash gas (RPRV) - zamknięty

19 Awaria zaworu flash gas (RPRV) - otwarty

20 Powrót mokrych par do sprężarek MT

21 Niska wartość przegrzania w parownikach MT

22 Właściwe ciśnienie w zbiorniku FT

23 Wysokie ciśnienie w zbiorniku FT

24 Niskie ciśnienie w zbiorniku FT

25 Wpływ wartości przegrzania na pracę układu

26 Przegrzanie na ssaniu sprężarki [K] Wpływ wartości przegrzania na pracę układu 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 FT 35 bar FT 40 bar FT 45 bar 2,00 1,00 0, Przegrzanie na wyjściu z parownika [K]

27 Zachowanie odpowiedniego przegrzania

28 Alternatywne czynniki chłodnicze jako odpowiedź na harmonogram wycofywania F-gazów. Michał Sobieraj Politechnika Warszawska PROZON Warszawa, Styczeń 2019