Kompressoreiden ympäristövaatimukset

Teollisuuden kehittyessä maapallon saastuminen muuttuu yhä vakavammaksi, ja ympäristönsuojelusta on tullut tärkeä globaali huolenaihe. Ilmakehän otsonikerroksen tuhoutumisen ja maailmanlaajuisen ilmastonmuutoksen estäminen on herättänyt laajaa huomiota eri puolilla maailmaa, ja se on saavuttanut yksimielisyyden kansainvälisten hallitusten kesken allekirjoittamalla asiaankuuluvia sopimuksia.
kompressori
kompressori
Jäähdytys- ja ilmastointialalla CFCS:n ja HCFCS:n aiheuttama ilman otsonikerroksen tuhoutuminen sekä energiankulutuksen aiheuttama ilmaston lämpeneminen ovat asioita, joita tulisi arvostaa kompressorien suunnittelussa.
Kuten hyvin tiedetään, kylmäaineiden valinta on yksi niistä monista kompressorin suunnitteluun vaikuttavista tekijöistä, jota tulisi arvostaa.
Kehittääkseen uusia kompressoreita vaihtoehtoisilla kylmäaineilla suunnittelijat kohtasivat ensin kaksi ongelmaa:
Ensinnäkin kompressorin on määritettävä uudelleen käyttötilavuutensa vastaamaan eri virtausnopeuksien painevaatimuksia;
Toiseksi on tarkasteltava kompressorissa olevan kylmäaineen kanssa kosketuksissa olevien eri materiaalien, kuten synteettisen kumin ja voiteluöljyn, yhteensopivuutta.
Aikaisemmin kylmäaineina on käytetty yli viisikymmentä ainetta. Toisen maailmansodan jälkeen suuren jäähdytyskapasiteetin ammoniakin käytön lisäksi lähes kaikilla jäähdytys- ja ilmastointialoilla hallitsi halogeenialkaani-CFCS ja HCFCS. Montrealin pöytäkirjassa vuonna 1974 määritelty CFCS-korvaus on toteutettu teollisuusmaissa, kun taas HCFCS-korvaussuunnitelma valmistuu vuonna 2020; Kehitysmaiden osalta se lopetetaan vuonna 2010 ja 2040. Joissakin kehittyneissä maissa ne ovat kuitenkin valmiita saavuttamaan sen etuajassa. Kuvassa 6 esitetään Euroopassa aiemmin yleisesti käytettyjen CFC-11, CFC-12, HCFC-22 ja R502 sovellusalueet ja mahdolliset korvaajat (vaakasuuntaisen nuoliviivan alapuolella).
CFC-11
CFC-11 on matalapaineinen kylmäaine, jota käytetään pääasiassa keskipakojäähdyttimissä, ja sen siirtymäkorvike on HCFC-123. Lisäksi HFC-245ca tai HFC-245fa ovat myös matalapaineisia kylmäaineita, mutta ne ovat syttyviä. Siksi niiden palamisen vähentämismenetelmiä ja myrkyllisyyttä on tutkittava, eikä niiden käyttö ole yhtä tehokasta kuin CFC-11 ja HCFC-123. Siksi monet yritykset ovat siirtyneet käyttämään HFC{8}}a:ta keskipakojäähdyttimissä.
CFC-12
Koska CFC{0}} on laaja valikoima sovelluksia ja vuoto-ongelmia autojen ilmastoinnissa, se on ensimmäinen vaihtoehto, jota harkitaan korvaavana tuotteena. HFC-134a voidaan käyttää korvikkeena kotitalouksien jääkaapeissa ja autojen ilmastointilaitteissa. HFC-134a:lla on samanlainen jäähdytyskapasiteetti ja hyötysuhde kuin CFC-12 keskipitkällä ja korkealla lämpötila-alueella. Alle -23 asteen käyttöolosuhteissa se kuitenkin menettää houkuttelevuutensa, koska sen jäähdytyskapasiteetti ja tehokkuus ovat alhaisemmat kuin CFC-12. Vaikka HFC-134a:lla on nolla ODP-arvo otsonikatopotentiaalille, sen GWP-arvo ilmaston lämpenemiselle on jopa 1300 (CO2:n GWP-arvon perusteella), mikä pitkällä aikavälillä vaikuttaa myös sen kehitykseen ja käyttää.
HCFC-22
HCFC:tä{{0}} on käytetty laajalti kaupallisessa jäähdytyksessä, kaupallisissa ja asuinympäristöissä ilmastoinnissa ja lämpöpumpuissa, ja sen ODP-arvo on paljon pienempi kuin CFC-11 ja CFC-12 , vain 0,055. Mutta sen GWP-arvo on melko korkea, noin 1700. Juuri näistä syistä eräät Euroopan maat, kuten Saksa, lakkautetaan nopeasti. HCFC:n-22 korvikkeena on jo olemassa useita sekoitettuja kylmäaineita. American Refrigeration Association on suositellut neljää tyyppiä kylmäaineen korvaamisen arviointiohjelmassaan (AREP): HFC-134a, R407C, R410A ja R410B. Kuitenkin verrattuna muihin kolmeen HFC{11}}a:lla on pienempi jäähdytyskapasiteetti ja paine, ja sen käyttäminen kylmäaineena vaatii järjestelmän merkittävää uudelleensuunnittelua. Siksi mahdollisuus käyttää sitä HFCF:n-22 korvikkeena näyttää olevan minimaalinen, mutta mahdollisuus käyttää sitä suuremmissa jäähdyttimissä on edelleen olemassa. Ei-atseotrooppinen kylmäaine R407C on todennäköisesti "drop in" -korvike olemassa oleville koneille, koska se on lähinnä HCFC:tä-22. Vaihtamisen jälkeen järjestelmän laitteistoihin vaaditaan minimaalisia muutoksia, ja mineraaliöljyn tilalle käytetään happamia voiteluaineita. Huomiota on myös kiinnitettävä sopeutumiseen kylmäaineen suureen lämpötilan liukumiseen (jopa 5-7 astetta). Lähes atseotrooppiset kylmäaineet R410A ja R410B ovat saman HFCS:n kaksi seosta, joiden ainoa ero on sekoitussuhde. R410A soveltuu split-tyyppisiin pieniin ilmastointilaitteisiin, mutta sen haihtumispaine on noin 1,5 kertaa HCFC:n haihtumispaine-22. Siksi tätä käyttönestettä käyttävä järjestelmä on suunniteltava kokonaan uudelleen, joten sitä käytetään vain uusissa jäähdytys- ja ilmastointijärjestelmissä. Tämän järjestelmän optimoitu rakenne voi lisätä sen tehokkuutta 5 prosenttia.
R502
R502:ta on käytetty laajalti matalan lämpötilan jäähdytysjärjestelmissä. AREP suosittelee kahta mahdollista vaihtoehtoa: R404A ja R507. R404A:n jäähdytysteho ja hyötysuhde ovat samankaltaisia ​​kuin R502, mutta se vaatii järjestelmän komponenttien, erityisesti kompressorien, enemmän testausta, kun se otetaan käyttöön. R507:n sekakomponentissa on komponentti, jolla on paloa hidastava rooli ja jolla on samanlainen suorituskyky kuin R502:lla, mutta myrkyllisyystestaukset ovat edelleen käynnissä Yhdysvalloissa; Mutta Euroopassa sitä on sovellettu supermarkettien kylmälaitteisiin.