الزامات زیست محیطی برای کمپرسورها

با توسعه صنعت، آلودگی زمین به طور فزاینده ای جدی می شود و حفاظت از محیط زیست به موضوع مهم نگرانی جهانی تبدیل شده است. جلوگیری از تخریب لایه اوزون جوی و تغییرات آب و هوایی جهانی توجه گسترده ای را از کشورهای سراسر جهان به خود جلب کرده است و بین دولت های بین المللی با امضای توافق نامه های مربوطه به اجماع رسیده است.
کمپرسور
کمپرسور
در زمینه تبرید و تهویه مطبوع، تخریب لایه اوزون اتمسفر توسط CFCS و HCFCS و همچنین گرم شدن کره زمین ناشی از مصرف انرژی از مواردی است که باید در طراحی کمپرسور بسیار بها داده شود.
همانطور که مشخص است، انتخاب مبرد یکی از عوامل متعددی است که بر طراحی کمپرسور تأثیر می گذارد که باید بسیار مورد توجه قرار گیرد.
به منظور توسعه کمپرسورهای جدید با استفاده از مبردهای جایگزین، طراحان ابتدا با دو مشکل مواجه شدند:
اولاً، کمپرسور باید حجم کاری خود را مجدداً تعریف کند تا نیازهای فشار نرخ های مختلف جریان را برآورده کند.
ثانیاً، سازگاری بین مواد مختلف در تماس با مبرد در کمپرسور، مانند لاستیک مصنوعی و روغن روان کننده، باید بررسی شود.
در تاریخ گذشته، بیش از پنجاه ماده به عنوان مبرد استفاده شده است. پس از جنگ جهانی دوم، علاوه بر استفاده از آمونیاک در محدوده ظرفیت خنک‌کننده بزرگ، تقریباً تمام زمینه‌های تبرید و تهویه مطبوع تحت سلطه هالوآلکان CFCS و HCFCS قرار گرفتند. جایگزینی CFCS مشخص شده در پروتکل مونترال در سال 1974 در کشورهای صنعتی محقق شده است، در حالی که طرح جایگزینی HCFCS در سال 2020 تکمیل خواهد شد. برای کشورهای در حال توسعه، به ترتیب در سال 2010 و 2040 متوقف خواهد شد. با این حال، در برخی از کشورهای توسعه یافته، آنها آماده هستند تا زودتر از موعد به آن دست یابند. شکل 6 فیلدهای کاربردی و جایگزین‌های بالقوه CFC-11، CFC-12، HCFC-22 و R502 را نشان می‌دهد که قبلاً در اروپا (زیر خط فلش ​​افقی) استفاده می‌شدند.
CFC{0}}
CFC{0}} یک مبرد کم فشار است که عمدتاً در چیلرهای گریز از مرکز استفاده می شود و جایگزین انتقال آن HCFC-123 است. علاوه بر این، HFC{3}}ca یا HFC{4}}fa نیز مبردهای کم فشار هستند، اما قابلیت اشتعال دارند. بنابراین، روش های کاهش احتراق و سمیت آنها نیاز به مطالعه دارد و استفاده از آنها به اندازه CFC-11 و HCFC{7}} کارآمد نیست. بنابراین، بسیاری از شرکت ها به استفاده از HFC{8}} در چیلرهای گریز از مرکز روی آورده اند.
CFC{0}}
با توجه به طیف گسترده ای از کاربردها و مسائل مربوط به نشتی در تهویه مطبوع خودرو، CFC{0}} اولین چیزی است که به عنوان جایگزین در نظر گرفته می شود. HFC{1}}a را می توان به عنوان جایگزین در یخچال های خانگی و تهویه مطبوع خودرو استفاده کرد. HFC{2}}a دارای ظرفیت خنک کننده و کارایی مشابه CFC-12 در محدوده دمای متوسط ​​تا بالا است. اما در شرایط کاری زیر -23 درجه، به دلیل ظرفیت خنک کنندگی و راندمان کمتر در مقایسه با CFC{5}} جذابیت خود را از دست می دهد. اگرچه HFC{6}}a دارای مقدار ODP صفر برای پتانسیل تخریب لایه لایه ازن است، اما مقدار GWP آن برای گرم شدن کره زمین به 1300 می رسد (بر اساس مقدار GWP CO2)، که در دراز مدت نیز بر توسعه و توسعه آن تأثیر می گذارد. استفاده کنید.
HCFC{0}}
HCFC{0}} به طور گسترده در تبرید تجاری، تهویه مطبوع تجاری و مسکونی، و پمپ های حرارتی استفاده شده است، با مقدار ODP بسیار کمتر از CFC-11 و CFC-12 ، فقط 0.055. اما ارزش GWP آن بسیار بالا است، حدود 1700. دقیقاً به همین دلایل است که برخی از کشورهای اروپایی، مانند آلمان، به سرعت در حال حذف شدن هستند. در حال حاضر چندین مبرد مخلوط به عنوان جایگزین HCFC وجود دارد{6}}. انجمن تبرید آمریکا چهار نوع را در برنامه ارزیابی جایگزینی مبرد خود (AREP) توصیه کرده است: HFC{7}}a، R407C، R410A و R410B. با این حال، در مقایسه با سه مورد دیگر، HFC{11}}a ظرفیت تبرید و فشار کمتری دارد و استفاده از آن به عنوان مبرد نیاز به طراحی مجدد قابل توجهی از سیستم دارد. بنابراین، امکان استفاده از آن به عنوان جایگزین برای HFCF{12}} بسیار کم به نظر می رسد، اما امکان استفاده از آن در چیلرهای بزرگتر همچنان وجود دارد. مبرد غیر آزئوتروپیک R407C احتمالاً جایگزینی برای ماشین‌های موجود است، زیرا به HCFC نزدیک است{14}}. پس از تعویض، حداقل تغییرات در تجهیزات سیستم مورد نیاز است و از روان کننده های اسیدی برای جایگزینی روغن معدنی استفاده می شود. همچنین باید به انطباق با لغزش زیاد دمای مبرد (تا 5-7 درجه) توجه شود. مبردهای نزدیک به آزئوتروپیک R410A و R410B دو مخلوط از یک HFCS هستند که تنها تفاوت آنها در نسبت اختلاط است. R410A برای کولرهای کوچک اسپلیت مناسب است، اما فشار تبخیر آن حدود 1.5 برابر HCFC است{21}}. بنابراین سیستمی که از این سیال کار استفاده می کند نیاز به طراحی مجدد کامل دارد، بنابراین فقط در سیستم های تبرید و تهویه مطبوع جدید استفاده می شود. طراحی بهینه این سیستم می تواند کارایی آن را تا 5 درصد افزایش دهد.
R502
R502 به طور گسترده ای در سیستم های تبرید با دمای پایین استفاده می شود. AREP دو جایگزین ممکن را توصیه می کند: R404A و R507. R404A دارای ظرفیت خنک کنندگی و کارایی مشابه R502 است، اما در صورت استفاده به آزمایش بیشتر اجزای سیستم، به ویژه کمپرسورها نیاز دارد. یک جزء در جزء مخلوط R507 وجود دارد که نقش بازدارنده شعله را ایفا می کند که عملکردی مشابه R502 دارد، اما آزمایش سمیت هنوز در ایالات متحده ادامه دارد. اما در اروپا از آن برای تجهیزات برودتی سوپرمارکت استفاده شده است.