Wykład 5: Czynniki chłodnicze - klasyfikacja, wskaźniki oceny ekologicznej GWP, TEWI; wykrywanie nieszczelności

Transkrypt

1 Katedra Klimatyzacji i Transportu Chłodniczego prof.. dr hab. inż. Bogusław Zakrzewski Przedmiot: Substancje kontrolowane Wykład 5: Czynniki chłodnicze - klasyfikacja, wskaźniki oceny ekologicznej GWP, TEWI; wykrywanie nieszczelności

2 Czynniki chłodnicze: substancje jednorodne: R717 (NH 3 ), R12, R22, R134a, mieszaniny zeotropowe: R401, R409, R404A, R407C, R410A mieszaniny azeotropowe: R502, R507, R508 - Wielkości wyjściowe do obliczeń obiegu chłodniczego: rozwiązanie instalacji; jednostopniowe, z regeneracja... - t o - p o, t k - p k ; - t kspr < 120 o C - Q o ; V sk Dp = p o - p k ; - P k / p o < 8

3 Określenia 1. Czynnik chłodniczy- ziębnik- medium przenoszące ciepło w obiegu chłodniczym, które absorbuje ciepło przez odparowanie w niższej temperaturze i niższym ciśnieniu i oddaje ciepło przez kondensację w wyższej temperaturze i wyższym ciśnieniu 2. Związek chemiczny-jednorodna substancja o stałym składzie i stałych własnościach zbudowana z atomów dwóch lub więcej pierwiastków 3. Węglowodór- związek zawierający tylko pierwiastki węgla i wodoru 4. Chlorowcopochodna węglowodoru- węglowodór, w którym jeden lub więcej atomów wodoru zostąło zastąpionych atomem chlorowca (np.. Fluorem, bromem, chlorem, jodem) 5. Izomer - jeden z grupy związków mających identyczny wzór cząsteczkowy, lecz różny układ atomów w cząsteczce lub różne konfiguracje przestrzenne poszczególnych grup 6. Mieszanina - ciało składające się z dwóch lub więcej substancji zachowujących swoje cechy indywidualne zmieszanych w dowolnym stosunku wagowym 7. Mieszanina azeotropowa czynników chłodniczych - mieszanina czynników, których fazy gazowa i ciekła w danej temperaturze wykazują identyczny skład 8. Mieszanina zeotropowa - mieszanina czynników, których fazy gazowa i ciekła w danej temperaturze wykazują różny skład nieizotermiczne procesy wrzenia i skraplania

4

5

6 Systematyka czynników chłodniczych CFC (chloro-fluoro-carbons) określa te pochodne węglowodorów, które są w pełni halogenowe. Przykłady: R 11, R 12 HCFC (hydro-chloro-fluoro-carbons) określa nie w pełni halogenowe pochodne węglowodorów. Przykłady: R 22, R 123 HFC (hydro-fluoro-carbons) określa te pochodne węglowodorów które są nie w pełni halogenowe a zarazem nie zawierają w swoim składzie atomów chloru lub bromu. Przykłady: R 134a, R 227ea FC (fluoro-carbons) pochodne węglowodorów, w których wszystkie atomy wodoru zastąpiono atomami fluoru. Przykłady: R 218 HC skrót oznaczający węglowodory. Są to płyny naturalne i dlatego uważa się je za najbardziej ekologiczne czynniki chłodnicze. Przykłady: R 290, R 600a

7

8

9

10 Wskaźniki ekologiczne ODP - Ozone Depleting Potential GWP- Global Warming Potential TEWI- Total Equivalent Warming Impact

11 ODP and GWP ODP: Ozone Depleting Potential ODP danej substancji określa jako stosunek globalnej utraty ozonu ze względu na daną substancję do globalnej straty ozonu ze względu na CFC-11 o tej samej masie GWP: Global Warming Potential GWP jest miarą tego, ile masa danych gazów cieplarnianych przyczynia się do globalnego ocieplenia. To jest względem skali, która porównuje dany gaz z dwutlenkiem węgla o tej samej masie (którego GWP jest umownie równe 1). GWP oblicza się w określonym przedziale czasu

12 Total Equivalent Warming Impact (TEWI) TEWI jest sumą bezpośredniej (chemicznej) oraz pośredniej (energii) emisji gazów cieplarnianych z działania lub stosowania CFC lub fluorowęglowych systemów użytku codziennego. TEWI została oszacowana dla każdego z rozwiązań, w tym nie chemicznych alternatyw dla każdego z głównych obszarów zastosowań: urządzeń chłodniczych, klimatyzacyjnych, izolacji i rozpuszczalników czyszczących TEWI = GWP L n + GWP m (1-f) + n E z

13 Składniki wskaźnika TEWI TEWI = GWP L n + GWP m (1-f) + n E z Where : GWP - refrigerant capacity factor to global warming with reference to the CO2[-] (zdolność czynnika ziębniczego do ocieplenia ziemi odniesiona do CO2) L - emission factor to air [kg/year], (emisja czynnika do atmosfery [kg/rok]) n - operation time [years], (czas działania urządzenia [lata]) m - filling installation of refrigerant [kg], (napełnienie instalacji ziębnikiem [kg]) f - dimensionless number of assessment the degree of recovery [-], (liczba bezwymiarowa oceniająca stopień odzysku) E - energy consumption by the device during the year (E = N x tr), [kwh], (zużycie energii przez urządzenie w ciągu roku) z - CO2 emissions per unit of energy conversion [kgco2/kwh], (emisja CO2 na jednostkę energii przeliczeniowej) N - power of heat pump [kw], (moc napędowa pompy ciepła) tr - annual working time [h]. (roczny czas pracy)

14

15

16 Tablica 3. Zastosowanie czynników chłodniczych

17 Tablica 4. Właściwości fizyczne niektórych czynników chłodniczych

18

19

20

21

22 Wykrywanie nieszczelności instalacji chłodniczych: Przyrządy - czułość wycieku : 30 g/rok 5g/rok 0,1 g/rok obserwacje wizualne wycieki oleju na połączeniach rozłącznych, obserwacje wizualne zmiany koloru piany testowej w miejscu wycieku, - lampy halonowe zmiany barwy płomienia w miejscu wycieku freonu, - przyrządy elektroniczne różnych typów tam gdzie są wyciekitam będzie silny sygnał dźwiękowy / optyczny lub wskazania.

23

24 Czułość wycieku : g/rok

25

26 Literatura: PN-90/M-4611 Chłodnictwo. Oznaczenia umowne czynników chłodniczych... Solkane 6.01 program obliczeniowy PN-EN-378 Norma ISO 817 Organic Refrigerants Number Designations