SEMINARIUM Z CHŁODNICTWA

Podobne dokumenty
Referat z Chłodnictwa

SEMINARIUM Z CHŁODNICTWA

SEMINARIUM Z CHŁODNICTWA

ZAMIENNIKI SERWISOWE CZYNNIKA R 22

Rozwój pomp ciepła sprawność energetyczna i ekologia

Część I. Katarzyna Asińska

ZAMIENNIKI SERWISOWE CZYNNIKA R 22

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Informacja o pracy dyplomowej. Projekt stanowiska dydaktycznego opartego na spręŝarkowym urządzeniu chłodniczym, napełnionym dwutlenkiem węgla (R744)

WPŁYW ODZYSKU CIEPŁA NA DZIAŁANIE URZĄDZENIA CHŁODNICZEGO

Czynniki alternatywne - przyszłość chłodnictwa? Dr hab. inż. Artur Rusowicz Instytut Techniki Cieplnej Politechnika Warszawska

Dobór urządzenie chłodniczego

Przemysław Dojlido r. Beata Drwota

Działanie i ocena techniczna systemu FREE COOLING stosowanego do wytwarzania wody lodowej w systemach klimatyzacyjnych.

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

Amoniakalne urządzenia chłodnicze Tom I

Chłodnictwo i klimatyzacja / Kazimierz M. Gutkowski, Dariusz J. Butrymowicz. wyd. 2-1 dodr. (PWN). Warszawa, cop

Część II. Zastosowanie dwutlenku węgla R744 jako czynnika chłodniczego. I Wstęp. Historia CO2 jako czynnika chłodniczego

Poligeneracja wykorzystanie ciepła odpadowego

Skraplanie czynnika chłodniczego R404A w obecności gazu inertnego. Autor: Tadeusz BOHDAL, Henryk CHARUN, Robert MATYSKO Środa, 06 Czerwiec :42

Porównanie strat ciśnienia w przewodach ssawnych układu chłodniczego.

SPIS TREŚCI TOMU I. Przedmowa 11. Wprowadzenie 15 Znaczenie gospodarcze techniki chłodniczej 18

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

Pompy ciepła

WARSZTATY CHŁODNICZE WĘGLOWODORY

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

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

Techniki niskotemperaturowe w medycynie

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Seminarium AUTOMATYKA CHŁODNICZA I KLIMATYZACYJNA

BADANIE SPRĘŻARKOWEJ POMPY CIEPŁA

CO DALEJ Z CZYNNIKAMI SYNTETYCZNYMI

EKSPERYMENTALNE OKREŚLENIE WPŁYWU DOBORU CZYNNIKA CHŁODNICZEGO NA MOC CIEPLNĄ CHŁODZIARKI SPRĘŻARKOWEJ**

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Wydział Mechaniczny SEMINARIUM Z AUTOMATYKI CHŁODNICZEJ

Czym w ogóle jest energia geotermalna?

Obiegi rzeczywisty - wykres Bambacha

Czynniki chłodnicze DuPont TM ISCEON MO59 i MO79. Materiały informacyjne

POMPY CIEPŁA. Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii ul. Wierzbowa 11, Katowice Mariusz Bogacki

PL B1. OLESZKIEWICZ BŁAŻEJ, Wrocław, PL BUP 09/ WUP 12/16. BŁAŻEJ OLESZKIEWICZ, Wrocław, PL RZECZPOSPOLITA POLSKA

Długoterminowe substytuty ziębników R 502, R 13 i R 13B1

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

Konstrukcja pompy ciepła powietrze/woda typu Split. Dr hab. Paweł Obstawski

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

Program szkolenia. dla osób ubiegających się o kategorię I lub II

Czynnik chłodniczy DuPont TM ISCEON M049. Materiały informacyjne

APV Hybrydowe Spawane Płytowe Wymienniki Ciepła

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

Kurs początkowy i uzupełniający w zakresie substancji kontrolowanych

Metoda Elementów Skooczonych

Specyficzne własności helu w temperaturach kriogenicznych

GEA rozwiązania dla sektora rybnego

Element budowy bezpieczeństwa energetycznego Elbląga i rozwoju rozproszonej Kogeneracji na ziemi elbląskiej

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Politechnika Gdańska

MoŜliwości wykorzystania alternatywnych źródeł energii. w budynkach hotelowych. Warszawa, marzec 2012

Politechnika Gdańska. Chłodnictwo. wykonał : Kamil Kłek wydział : Mechaniczny

100 29,538 21,223 38,112 29, ,118 24,803 49,392 41,077

Seminarium z AUTOMATYKI CHŁODNICZEJ

Wprowadzenie. Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego.

Alternatywne do R134a czynniki proponowane jako płyny robocze w klimatyzacji samochodowej i innych instalacjach chłodniczych o małej wydajności

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Korzyści i zagroŝenia wynikające z dostarczania gazu ziemnego w postaci skroplonej

BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA ABSORPCYJNEJ POMPY CIEPŁA

Wykład 3. Diagramy fazowe P-v-T dla substancji czystych w trzech stanach. skupienia. skupienia

BADANIE CHŁODZIARKI SPRĘŻARKOWEJ

Efektywność energetyczna powietrznych pomp ciepła dla CWU

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY. Seminarium z przedmiotu AUTOMATYKA CHŁODNICZA I KLIMATYZACYJNA

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

STIEBEL ELTRON: Co to jest i jak działa pompa ciepła?

INSTRUKCJA MONTAśU I UśYTKOWANIA POJEMNOŚCIOWE PODGRZEWACZE WODY BSV

Pompy ciepła powietrze woda serii T-CAP, czyli stała wydajność grzewcza do temperatury zewnętrznej -15stC.

AUTOMATYKI CHŁODNICZEJ I KLIMATYZACYJNEJ

SEMINARIUM Z CHŁODNICTWA

Pompa ciepła z odzyskiem z powietrza

Wykład 1: Obiegi lewobieżne - chłodnictwo i pompy ciepła. Literatura. Przepisy urzędowe

OCENA WENTYLACJI I CHŁODZENIA

OSUSZACZE POWIETRZA AQUA-AIR AQUA-AIR DR120, AQUA-AIR DR190, AQUA-AIR DR250, AQUA-AIR DR310, AQUA-AIR DR70

ŚWIADECTWO CHARAKTERYSTYKI ENERGETYCZNEJ

Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi i sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednobiegową

Automatyzacja procesu usuwania gazów inertnych z instalacji chłodniczych.

POLITECHNIKJA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

SpręŜarki Danfoss dedykowane do pomp ciepła poprawiają sezonową efektywność energetyczną o 10%!

4. Sprężarka tłokowa czy śrubowa? Dobór urządzenia instalacji chłodniczej

2. Zakres prac modernizacyjnych instalacji klimatyzacyjnej

Temat ćwiczenia. Pomiary otworów na przykładzie tulei cylindrowej

- stosunek kosztów eksploatacji (Coraz droższe paliwa kopalne/ coraz tańsze pompy ciepła)

Rodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe.

Systemy VRF wykorzystywane w hotelach

Wytwornice wody lodowej Chillery - rodzaje i klasyfikacja

SZKOLENIE podstawowe z zakresu pomp ciepła

Temat : Systemy regulacji temperatury w obiektach o duŝej dokładności.

Budowa i zasada działania hermetycznego agregatu chłodniczego Audiffren-Singrőn (A-S), w którym płynem roboczym jest dwutlenek siarki.

SPOSÓB NA ZASTĄPIENIE KOTŁÓW OLEJOWO-GAZOWYCH W INSTALACJACH NOWYCH I MODERNIZOWANYCH

Analiza techniczno ekonomiczna Sopot, luty 2007 r.

Konsekwencje termodynamiczne podsuszania paliwa w siłowni cieplnej.

W kręgu naszych zainteresowań jest:

BEKO TECHNOLOGIES. Kompletny, szybki i profesjonalny serwis. Pełna diagnostyka systemów uzdatniania spręŝonego powietrza

Optymalizacja rezerw w układach wentylatorowych spełnia bardzo ważną rolę w praktycznym podejściu do zagadnienia efektywności energetycznej.

Transkrypt:

POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny SEMINARIUM Z CHŁODNICTWA Temat: MoŜliwości i ograniczenia stosowania węglowodorów w spręŝarkowych urządzeniach chłodniczych. Alan Kaszyński Sebastian Kasicz wydz. Mechaniczny sem. 8, SMiUE 1

MoŜliwości i ograniczenia stosowania węglowodorów w spręŝarkowych urządzeniach chłodniczych Węglowodory są to organiczne związki chemiczne zawierające w swojej strukturze tylko atomy węgla i wodoru. Wszystkie one składają się z podstawowego szkieletu węglowego (powiązanych ze sobą atomów węgla) i przyłączonych do tego szkieletu atomów wodoru. Związki te zostały podzielone na nasycone i nienasycone. Węglowodory, które są wykorzystywane jako czynniki chłodnicze to Propan R 290 (C 3 H 8 ), Izobutan R 600a, naleŝą one do grupy węglowodorów nasyconych zwanych inaczej alkanami. Czynnikiem chłodniczym(ziębniczym) nazywamy substancje, która pracując przy niskich temperaturach i niskich ciśnieniach, pobiera ciepło od najbliŝszego otoczenia i w ten sposób powoduje obniŝenie jego temperatury, a oddaje przez skraplanie przy odpowiednio wyŝszej temperaturze i wyŝszym ciśnieniu na zewnątrz urządzenia chłodniczego. Teoretycznie kaŝda ciecz mogłaby być wykorzystywana jako czynnik chłodniczy. W praktyce jednak występuje cały szereg warunków, jakie musza być spełnione, aby dany płyn mógł znaleźć zastosowanie w parowym urządzeniu chłodniczym, w którym poddawany jest kolejno następującym po sobie przemianom termodynamicznym tworzącym obieg lewobieŝny. Na początek porównaliśmy niektóre własności czynników węglowodorowych z czynnikami, które zostaną przez nie, zastąpione, co chociaŝ częściowo da nam obraz moŝliwości i ograniczenia ich stosowania, jako czynników chłodniczych. Izobutan R 600a Izobutan to substancja, która jako jedna z pierwszych została wykorzystana jako czynnik chłodniczy, głównie w urządzeniach pracujących w zakładach produkujących lub przetwarzających węglowodory, a takŝe w obiektach gdzie płyn ten był zuŝywany jako paliwo. Jednak ze względu na właściwości palne został on wyparty przez czynniki chlorowcopochodne. Obecnie R 600a staje się dominującym czynnikiem chłodniczym w chłodziarkach i chłodziarko-zamraŝarkach domowych w jednostopniowych układach spręŝarkowych. Izobutan jest nasyconym węglowodorem organicznym pochodzenia mineralnego. Jest izomerem butanu (C 4 H 10 ) o wzorze (CH 3 ) 3 -CH. Jest bezbarwny i bezwonny. 2

Cechy tego czynnika są następujące: 1. Temperatura punktu krytycznego wynosi (135 C) i jest najwyŝsza spośród znanych czynników chłodniczych. 2. Niski współczynnik lepkości dynamicznej oraz duŝe ciepło parowania, gwarantujące dobrą wymianę ciepła w parownikach i skraplaczach, a takŝe niskie opory hydrauliczne. 3. Niskie wartości ciśnień, które pozwalają na stosowanie lekkich konstrukcji pewnych elementów instalacji. Dzięki temu do budowy urządzeń pracujących z R 600a potrzeba zuŝyć mniej materiałów, a to z kolei obniŝa cenę wytwarzania całej instalacji chłodniczej. Niska wartość ciśnienia skraplania powoduje takŝe, iŝ wyciek czynnika po stronie tłocznej jest około 2-krotnie mniejszy niŝ w przypadku urządzeń pracujących z czynnikami R 12 i R 134a, przy tej samej wartości nieszczelności spręŝarkowego urządzenia chłodniczego dla wyŝej wymienionych czynników ziębniczych. 4. Wartość teoretycznego współczynnika wydajności chłodniczej R 600a jest nieznacznie mniejsza od COP (Coefficient of Performance) R 12, jednakŝe mniejsza masa cząsteczkowa i lepkość izobutanu będące przyczynami intensywniejszej wymiany ciepła w wymiennikach i mniejszych oporów przepływu przez przewody, skutkują zmniejszeniem zuŝycia energii elektrycznej przez chłodziarkę domową (nawet o ok. 20%) w porównaniu z urządzeniem na R 12. 5. Współczynnik wydajności chłodniczej izobutanu jest wyŝszy niŝ dla czynnika R 134a. JednakŜe ze względu na zoptymalizowaną konstrukcję i wysoką jakość współczesnych chłodziarek domowych, następuje zanik róŝnic w zuŝyciu energii napędowej i wartości wskaźnika TEWI dla urządzeń pracujących z R 600a i R 134a. 6. Jednostkowa wydajność chłodnicza izobutanu jest mniejsza niŝ dla R 12 i R 134a, co powoduje, Ŝe urządzenia pracujące z R 600a muszą być wyposaŝone w spręŝarki skonstruowane specjalnie dla tego czynnika. Do tego koniecznością jest montaŝ dłuŝszej rurki kapilarnej niŝ w przypadku wyŝej wspomnianych płynów syntetycznych. Zmiany, których trzeba dokonać w konstrukcji chłodziarek domowych wiąŝą się oczywiście z pewnymi kosztami przestawienia się z wytwarzania urządzeń pracujących z R 12, na produkcje lodówek, w których jako czynnik chłodniczy będzie wykorzystywany R 600a, które to koszty są wyŝsze niŝ przestawienie się na produkcje urządzeń napełnionych czynnikiem R 134a. 3

7. Dla czynnika R 600a występują niskie w stosunku do innych czynników temperatury końca spręŝania, prawie niezaleŝne od temperatury parowania. Daje to moŝliwość głębszego dochłodzenia czynnika w rurce kapilarnej połączonej z przewodem ssawnym. 8. Gęstość R 600a jest znacznie mniejsza od gęstości R12. Stanowi zaledwie 1/3 gęstości R 12, czego skutkiem jest małe wagowe napełnienie instalacji czynnikiem (=40% napełnienia R 12), a takŝe zmniejszone natęŝenie przepływu czynnika w instalacji, co w efekcie daje wyŝszą efektywność energetyczną obiegu chłodniczego, a zatem niŝsze koszty eksploatacyjne; 9. R 600a, tak jak R12 dobrze współpracuje z mineralnymi olejami smarnymi, tworząc z nimi roztwory; Propan R 290 (C 3 H 8 ) Propan jako czynnik chłodniczy ma dłuŝszą historię niŝ chłodnicze czynniki syntetyczne. Od początku XX wieku jest on wykorzystywany w duŝych instalacjach chłodniczych w przemyśle chemicznym, petrochemicznym oraz w zakładach skraplania i rozdzielania gazów gdzie jako czynnik palny podlega rygorystycznemu reŝimowi technologicznemu i przeciwpoŝarowemu. Propan i amoniak moŝna uznać za najlepsze substytuty czynników R 22 i R 502 w duŝych i średnich niskotemperaturowych urządzeniach chłodniczych oraz w pompach ciepła. Propan naleŝy do rodziny organicznych węglowodorów nasyconych, jest bezbarwny i bezwonny. Związek ten występuje w złoŝach ropy naftowej i gazu ziemnego. Charakteryzują go korzystne własności termodynamiczne zbliŝone do amoniaku i R 22 w obszarze zastosowań w chłodnictwie. Własności termodynamiczne propanu: Pewien wgląd w moŝliwości wykorzystania propanu jako czynnika roboczego w parowych obiegach chłodniczych daje zestawienie go z czynnikiem o zbliŝonych właściwościach termodynamiczno eksploatacyjnych, czyli z czynnikiem R 22 i porównanie wyników tego zestawienia. Porównania dokonano opierając się na takich wielkościach charakteryzujących obieg teoretyczny jak: a. spręŝ p k /p 0 ; 4

b. temperatura końca spręŝania t tł ; c. jednostkowa wydajność chłodnicza objętościowa q v ; d. współczynnik wydajności chłodniczej ε 0 ; Ad a. spręŝ osiągany dla R 290 jest mniejszy niŝ dla czynnika R 22 co jest niewątpliwą zaletą tego pierwszego, gdyŝ pozwala uzyskać niŝsze temperatury parowania przy nie zwiększonym nakładzie energetycznym. NiŜsza wartość spręŝu przekłada się na większą trwałość urządzenia chłodniczego, dłuŝszy okres jego bezawaryjnej eksploatacji oraz moŝliwość uzyskiwania niŝszych temperatur parowania (do -40 C) w jednym stopniu spręŝania. To z kolei jest przyczyną poprawy warunków smarowania i czyni propan odpornym na rozkład termochemiczny; Ad b. temperatura końca spręŝania ma znacznie niŝszą wartość dla propanu niŝ dla R 22, co jest niewątpliwą zaletą propanu z eksploatacyjnego punktu widzenia gdyŝ po pierwsze wysokie temperatury powodują zmniejszenie gęstości oleju zmniejszenie jego lepkości, a co za tym idzie gorsze smarowanie no oraz szybsze zuŝycie elementów spręŝarki, a po drugie Ŝadne urządzenie nie powinno pracować w skrajnie wysokich lub skrajnie niskich temperaturach, gdyŝ to takŝe prowadzi do większego zuŝycia części. Niska temperatura końca spręŝania umoŝliwia takŝe większe dochłodzenie czynnika; Ad c. wartości objętościowej wydajności chłodniczej oraz współczynnika wydajności chłodniczej dla czynnika R 290 są niewiele gorsze od wartości charakteryzujących czynnik R 22 i to nam mówi, Ŝe propan jest czynnikiem, który umoŝliwia uzyskanie zwartej oraz efektywnej energetycznie instalacji chłodniczej. Współczynnik wydajności chłodniczej dla R 290 jest o 2 do 3% niŝszy niŝ dla R 22, a co się z tym wiąŝe, Ŝeby osiągnąć ten sam efekt chłodniczy trzeba się liczyć z większym nakładem energetycznym dla R 290. Wysoka bo aŝ od 1.5 do 2.5 razy wyŝsza wartość jednostkowej wydajności chłodniczej propanu w porównaniu do pozostałych czynników badanych, powoduje to, Ŝe napełnienie tym czynnikiem urządzenia jest odpowiednio niŝsze niŝ dla takich czynników jak R 22 czy R 502. W przypadku projektowania urządzenia dla czynnika R 290, zwłaszcza przy właściwym doborze objętości wymienników ciepła, zbiornika, aparatów pomocniczych i przewodów, moŝna wybrać takie rozwiązanie, które spowoduje, Ŝe masowe napełnienie instalacji zostanie zredukowane do 30% wartości 5

przewidzianej dla R 22. W przypadku wymiany w urządzeniu R22 na R 290, jego rzeczywista efektywność przedstawia się nieco korzystniej niŝ relacje teoretyczne wynikające z danych zamieszczonych w tabeli 23.1. R 290 charakteryzuje się takŝe takimi własnościami jak: 1. prawie identyczna temperatura krytyczna dla R 290 i R 22 ale za to prawie dwukrotnie większe ciepło parowania i znacznie mniejsza lepkość dynamiczna propanu, powodujące lepszą wymianę ciepła w parownikach i skraplaczach, a takŝe niŝsze opory przepływu czynnika przez układ i dzięki temu mniejsze spadki ciśnienia w układzie w porównaniu z czynnikiem R 22; 2. R 290 tworzy z mineralnymi olejami smarnymi roztwory, ułatwiając obieg i powrót oleju z instalacji do spręŝarki; 3. R 290 to czynnik jednorodny, co jest niewątpliwie jego zaletą. Dzięki temu stanowi on bardzo interesującą alternatywę dla takich czynników jak R 22 oraz R 502; Nie istnieje jednak na świecie, Ŝadna rzecz, która posiadałaby same zalety i Ŝadnych wad i tak samo jest i z czynnikiem chłodniczym R 290, dlatego teŝ przy wymianie czynnika R 22 na R 290 naleŝy zwrócić szczególną uwagę na wzrost mocy potrzebnej do napędu urządzenia (tabela 23.2), co zwykle wiąŝe się ze zmianą jednostki napędowej urządzenia (np. silnika elektrycznego) a to z kolei pociąga za sobą zwiększenie kosztów takiej zamiany. Do tego trzeba dodać, Ŝe dwukrotny wzrost objętości właściwej zasysanej pary czynnika R 290 (tabela 23.2), moŝe spowodować duŝe zakłócenia w poprawnej pracy urządzenia. Mieszaniny R 290/R 600a Oprócz R 290 i R 600a stosowanych samodzielnie moŝna takŝe jako czynniki chłodnicze wykorzystać mieszaniny wyŝej wymienionych węglowodorów. Mieszaniny propanu i izobutanu mogą stanowić ciekawą alternatywę jako zamienniki takich czynników, jak R 12 (równieŝ drop-in ), R 134a i w pewnym zakresie R 22 (rys. 26.1). Czynniki chłodnicze złoŝone z propanu i izobutanu to mieszaniny zeotropowe (rys. 26.2), posiadające następujące właściwości: 6

RóŜnica zakresu temperatur, w jakich pracują te czynniki, zaleŝna od udziału składników i ciśnienia, która sięga nawet kilkunastu Kelwinów. Obszar stęŝeń w którym osiąga się najwyŝsze współczynniki wydajności chłodniczej dla takich czynników mieści się w przedziale od 40/60 do 60/40. Najbardziej optymalny skład mieszaniny propanu i izobutanu to 45/55. Wydajność i energochłonność urządzenia chłodniczego pracującego z mieszaniną R 290 i R 600a w duŝym stopniu zaleŝą, jak juŝ wyŝej napisałem od składu czynnika oraz od jego ilości krąŝącej w obiegu. Porównując urządzenie pracujące z czynnikiem R 290/R 600a i z urządzeniem napełnionym R 12, otrzymujemy w optymalnych warunkach o ponad 10% niŝsze zuŝycie energii dla tego pierwszego, przy czym współczynnik wydajności chłodniczej ma tendencję rosnącą wraz z powiększaniem udziału propanu w mieszaninie. Mieszanki R 290-R 600a, nie nadają się do stosowania w dwu temperaturowych chłodziarko-zamraŝarkach domowych, które są obsługiwane przez wspólny agregat chłodniczy. To, Ŝe czynnik ten składa się z dwóch innych substancji, jest przyczyną występowania zaburzeń w pracy urządzenia i utrudnia uzyskiwanie Ŝądanych temperatur. Dzieje się tak na skutek róŝnych zachowań obu czynników składowych mieszaniny, przy ustalonych ale róŝnych wartościach ciśnień i temperatur. Tego typu czynniki, charakteryzują się porównywalnym do płynów syntetycznych strumieniem transportowanego ciepła, a takŝe szerszym zakresem niezakłóconej pracy, uzyskiwanym na skutek większej wartości krytycznego strumienia ciepła i nieizotermiczności procesów parowania i skraplania. Największą popularność spośród mieszanin propanu i izobutanu, zdobyły te o stosunku masowym 1:1+-10%. Zalety tego czynnika są następujące: moŝliwość pełnego dostosowania tego czynnika do wymogów spręŝarek z R 12; normalna temperatura wrzenia tej mieszaniny wynosi -30 C i jest zbliŝona do temperatury wrzenia czynnika R 12; duŝe ciepło utajone, duŝe ciepło parowania i mała gęstość stanowiąca około 40% gęstości R 12, jest niewątpliwą zaletą tego czynnika, gdyŝ pozwala zminimalizować zawartość tego płynu w instalacji do 40% zawartości R 12; mieszanka ta dobrze współpracuje z olejami mineralnymi; 7

przy przezbrajaniu z czynnika R 12 na mieszaninę węglowodorów termostat, przełączniki prądowe, przełączniki prądowe oświetlenia, w tym przyciski drzwiowe, wymagają obudowy gazoszczelnej lub zmiany ich lokalizacji na zewnętrzną, jeŝeli któryś z tych warunków jest spełniony wtedy przeróbka urządzenia sprowadza się tylko do wymiany rurki kapilarnej (mniejsza lepkość R 290-R 600a niŝ R 12 powoduje zmniejszenie oporów przepływu, a co za tym, Ŝeby uzyskać w odpowiednich miejscach odpowiednie wartości ciśnień, mając niŝsze opory przepływu trzeba zastosować dłuŝszą rurkę kapilarną); mieszanka ta charakteryzuje się własnościami termodynamicznymi, które są średnimi własnościami termodynamicznymi dla obu składników tworzących ten czynnik. Mieszanka taka okazała się szczególnie przydatna w zamraŝarkach typu domowego i handlowego. Mieszaniny propanu i izobutanu o róŝnych składach, uwzględnia się takŝe jako napełnienie rurek ciepła. WaŜną kwestią dotyczącą czynników chłodniczych jest bezpieczeństwo ich stosowania zarówno w aspekcie ekologicznym jak i ochrony zdrowia ludzkiego. Aspekty bezpieczeństwa stosowania czynników węglowodorowych. Palność czynników HC i środki zapobiegawcze Własności palne czynników HC wymagają podejmowania odpowiednich środków zabezpieczających podczas transportu, przechowywania, serwisu i eksploatacji urządzeń. Zapłon kaŝdego czynnika palnego następuje wtedy, gdy w powietrzu mieszanina osiągnie stęŝenie w przedziale palności, w obecności źródła zapłonu o odpowiedniej wysokiej temperaturze. Tak, więc pierwszym i najwaŝniejszym wymogiem jest zapobieganie przed wyciekiem czynnika oraz eliminowanie z wnętrza chłodziarek wszelkich moŝliwych elektrycznych źródeł zapłonu - poprzez ich hermetyzację lub wyprowadzenie na zewnątrz urządzenia. Zapłon kaŝdego czynnika HC wymaga zbieŝności w czasie i przestrzeni kilku niekorzystnych okoliczności, takich jak: wycieku czynnika, co nie zdarza się zbyt często lub nie ma miejsca w ogóle w okresie ich eksploatacji powstanie mieszaniny czynnika z powietrzem w granicach palności. Dla R 600a zawiera się ona w przedziale od 1,85 do 8,5%, a dla R 290 od 2,2 do 9,5%. PoniŜej i powyŝej tych granic czynnik jest niepalny z powodu niedoboru tlenu jednocześnie musi zaistnieć źródło zapłonu o temperaturze powyŝej 450oC 8

Prawdopodobieństwo jednoczesnego zaistnienia wszystkich powyŝszych okoliczności jest małe - tym bardziej, Ŝe są one podstawą przepisów bezpieczeństwa i rygorystycznych odbiorów. Hermetyczność konstrukcji instalacji mechanicznej i elektrycznej wraz z minimalizacją zawartości czynnika w instalacji stanowią wymogi podstawowe, w praktyce łatwo wykonalne. Zgodnie z Europejską Normą EN 378 - przy zawartości czynnika w instalacji do 150 g nie ma ograniczeń w instalowaniu urządzeń hermetycznych z czynnikami HC w dowolnych pomieszczeniach zamkniętych bez wentylacji. W grupie tej mieszczą się chłodziarki domowe, małej mocy chłodziarki handlowe, klimatyzatory i pompy ciepła. W celu pogłębienia przekonania Czytelnika, co do bezpieczeństwa stosowania chłodziarek z R 600a w kuchniach domowych, posłuŝmy się następującym przykładem liczbowym. Bezpieczną przestrzeń powietrzną (netto) pomieszczenia, w którym ma być ustawiona chłodziarka z czynnikiem HC opisuje zaleŝność Pb = Zc Wb/Sdgz gdzie: Pb - bezpieczna przestrzeń powietrzna pomieszczenia (netto) [m3] Zc - całkowita zawartość czynnika w instalacji [kg] Wb - wskaźnik bezpieczeństwa określający ile razy stęŝenie rzeczywiste czynnika HC w powietrzu pomieszczenia bez wentylacji jest niŝsze od dolnej granicy zapłonu, przy wycieku całej zawartości czynnika z instalacji do pomieszczenia. Jego wartość przyjmuje się w granicach 2-4 (średnio 3) Sdgz - stęŝenie dolnej granicy zapłonu dla danego czynnika [kg/m3]. JeŜeli np. dla R 600a przyjmiemy: ZC = 50 g = 0,05 kg (wartość maksymalna nawet w największych chłodziarkach domowych) Wb = 3 Sdgz = 0,035 kg/m3 (Dana z tabeli) wówczas ze wzoru otrzymujemy: Pb = 0,05. 3/0,035 = 4,28 m3 = 1,65 m2 (powierzchnia kuchni) 2,6 m (wysokość kuchni) Kuchnię o takich wymiarach jest wprost sobie trudno wyobrazić. Jednak nawet w takim pomieszczeniu zapłon R 600a byłby niemoŝliwy. Przyjęliśmy wskaźnik bezpieczeństwa Wb = 3 oraz najwyŝszą zawartość czynnika Zc = 50 g, co stanowi wielokrotny zapas bezpieczeństwa. NaleŜy równieŝ wiedzieć, Ŝe prawie połowa masy czynnika rozpuszczona jest w oleju smarnym i nie wycieka. 9

W celu praktycznego sprawdzenia skutków ewentualnego wariantu wycieku i zapłonu R 600a wewnątrz chłodziarki, w Niemczech i Szwecji przeprowadzono badania symulacyjne. Próby te wykazały, Ŝe nawet w przypadku nieszczelnej instalacji elektrycznej i zaistnienia wycieku, nie dochodzi do skutków w postaci zniszczeń, jakie normalnie wiąŝą się z wybuchem gazu palnego. JuŜ przy minimalnym wzroście ciśnienia w szafce uchylają się drzwi chłodziarki i nie dochodzi do wzrostu niszczącego ciśnienia podmuchowego. Płomień juŝ w płaszczyźnie drzwi chłodziarki gaśnie. A zatem czynniki HC są równie bezpieczne jak R 12 i R 134a i mają przewagę nad nimi, są bowiem przyjazne dla środowiska, a takŝe energooszczędne. Podsumowując moŝna stwierdzić, Ŝe technika oparta na czynnikach HC jest prosta i wysoce przydatna w budowie chłodziarek i zamraŝarek domowych. Nie wymaga ona specjalnych zabiegów i zmian w technologii produkcji spręŝarek, parowników, skraplaczy itp. Jedynym wymaganiem przy przezbrajaniu jest adaptacja rurki kapilarnej o optymalnej długości i jej przetestowanie ruchowe. Hermetyczna instalacja chłodnicza i elektryczna czyni układ bezpieczny mimo palności czynnika HC. Wszystkie problemy związane z bezpieczeństwem uŝytkowania chłodziarek i zamraŝarek domowych dają się w pełni rozwiązywać zgodnie z rygorystycznymi przepisami bezpieczeństwa. Ponadto remont spręŝarek instalacji, a zwłaszcza wymiana spręŝarek hermetycznych warunkach pozafabrycznych, nie wymaga stosowania technik szczególnych, poza przeszkoleniem załogi w zakresie obsługi urządzeń z palnymi czynnikami. Urządzenia z czynnikami HC odznaczają się większą trwałością i efektywnością energetyczną, a więc są bezpośrednio i pośrednio bardziej ekologiczne i spełniają wszelkie współczesne wymagania. Czynniki HC juŝ zostały ostatecznie i niepodwaŝalnie zaakceptowane w świecie jako docelowe czynniki zastępcze dla CFC, HCFC oraz HFC. Aktualna światowa produkcja zamraŝarek domowych z czynnikami HC zbliŝa się szybko do poziomu pełnego światowego zapotrzebowania rynkowego na tego rodzaju urządzenia. Chłodziarki i zamraŝarki domowe z R 134a stały się niekonkurencyjne. Po wielu kłopotliwych latach z czynnikami, rysuje się klarowna i ustabilizowana sytuacja w dziedzinie czynników chłodniczych, wśród których dominować będą węglowodory w chłodnictwie domowym i amoniak z niewielkimi wyjątkami w pozostałych ogniwach łańcucha chłodniczego. A więc moŝna, w nawiązywaniu do pozycji literaturowych, jeszcze raz stwierdzić, Ŝe naturalne czynniki chłodnicze są przyszłością chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła. 10

Literatura: Zenon Bonca, Dariusz Butrymowicz, Waldemar Targański, Tomasz Hajduk Poradnik: Nowe Czynniki Chłodnicze i Nośniki Ciepła: własności cieplne, chemiczne i uŝytkowe. Aleksander Paliwoda, CHŁODNICTWO & klimatyzacja nr. 3/2003: Technika i technologia chłodnicza cykl szkoleniowy dla mechaników-praktyków. część III Aleksander Paliwoda, CHŁODNICTWO & klimatyzacja nr. 6/2003: Technika i technologia chłodnicza cykl szkoleniowy dla mechaników-praktyków. część IV Aleksander Paliwoda, CHŁODNICTWO & klimatyzacja nr. 10/2003: Przezbrajanie chłodziarek i zamraŝarek domowych z R 12 i R 134a na czynniki węglowodorowe (cz. II) 11

12

13

14

15

16