Alternatywne czynniki chłodnicze jako odpowiedź na harmonogram wycofywania F-gazów. Michał Sobieraj Politechnika Warszawska PROZON Warszawa, Styczeń 2019
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.
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.
Sobieraj, M., 2018. Mieszaniny CO2 i syntetycznych czynników chłodniczych HFC w obiegach podkrytycznych. Ciepłownictwo, Ogrzew. Went.
Sobieraj, M., 2018. Mieszaniny CO2 i syntetycznych czynników chłodniczych HFC w obiegach podkrytycznych. Ciepłownictwo, Ogrzew. Went.
PROZON
Jednorodne czynniki syntetyczne o niskim GWP
Ekologiczne czynniki syntetyczne R448A [R32/R125/R134a/R1234ze/R1234yf (26/26/21/7/7)]
Jednorodne czynniki naturalne
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
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).
Zalety GWP = 1 niepalny nietoksyczny Ograniczenia: t c = 31 C t tr = -56,6 C Sobieraj, M., 2018. Mieszaniny CO2 i syntetycznych czynników chłodniczych HFC w obiegach podkrytycznych. Ciepłownictwo, Ogrzew. Went.
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
HPV RRPV Dwustopniowy układ transkrytyczny z obejściem gazu [Rivacold]
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
Normalne warunki pracy
Awaria zaworu flash gas (RPRV) - zamknięty
Awaria zaworu flash gas (RPRV) - otwarty
Powrót mokrych par do sprężarek MT
Niska wartość przegrzania w parownikach MT
Właściwe ciśnienie w zbiorniku FT
Wysokie ciśnienie w zbiorniku FT
Niskie ciśnienie w zbiorniku FT
Wpływ wartości przegrzania na pracę układu
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 0,00 0 5 10 15 20 25 Przegrzanie na wyjściu z parownika [K]
Zachowanie odpowiedniego przegrzania
Alternatywne czynniki chłodnicze jako odpowiedź na harmonogram wycofywania F-gazów. Michał Sobieraj Politechnika Warszawska PROZON Warszawa, Styczeń 2019