Природные хладагенты R717 и R723 как альтернатива ГХФУ и ХФУ

Расчетно и экспериментально определено, что удельная объемная холодопроизводительность смеси немного выше, чем у аммиака, и, судя по кривой изменения давления, можно предположить, что энергетическая эффективность будет лучше.

Следующим преимуществом смеси является то, что температура нагнетания оказывается приблизительно на 20°С ниже, чем у аммиака. При этом значительно снижается тепловая нагрузка на детали компрессора и, кроме того, уменьшается термическое воздействие на масла. Таким образом, стало возможным обойтись без применения охлаждаемых головок цилиндров или двухступенчатого сжатия в более широкой области.

Тестовые испытания в течение нескольких тысяч часов показали химическую стабильность смеси при взаимодействии с материалами и, что важно, с маслами. Установлено улучшение растворимости минеральных и алкилбензоновых масел в хладагенте, хотя полная растворимость не была достигнута. При концентрации хладагента около 10% отмечено стойкое помутнение смеси масло-хладагент без разделения фаз, означающее, что вязкость смеси так низка, что транспортировка масла может быть улучшена. Область несмешиваемости частично растворимого аммиачного масла полностью исчезает, только если температура ниже -40 оС.

Применение нетрадиционных материалов. Существующие правила безопасности запрещают применение меди и медных сплавов в аммиачных холодильных системах. Общеизвестно, что аммиак, растворенный в воде, имеет высокую коррозионную активность, что приводит к полному разрушению меди и медных сплавов за короткий промежуток времени. Однако если в холодильном контуре нет влаги и кислорода, то коррозия должна быть незначительной. Продолжительные лабораторные испытания в автоклавах продемонстрировали, что маслоаммиачные смеси имеют малую коррозионную активность при содержании влаги до 1000 ррт. По своим свойствам сплав CuN10 оказался даже более предпочтительным. Нужно особо отметить, что ни визуальная проверка, ни металлографические тесты не смогли выявить локальную коррозию. Таким образом, разрушение было поверхностной эрозией: с помощью спектрометра были найдены молекулы металлов в холодильном масле.

Дальнейшие тесты проводили на небольших холодильных контурах с медными теплообменниками и трубами из сплава CuNlO. Сначала были приведены в действие газовые контуры, где из условия безопасности находилось только 25 г аммиака, позднее был полностью введен холодильный контур холодопроизводительностью 3 кВт. Контуры использовались для осушения воздуха в составе теплового насоса. Испаритель и конденсатор приводили в действие поочередно с одним и тем же расходом воздуха. Проводились два тестирования в интервале между 500 и 5000 ч работы. Не было замечено каких-либо повреждений холодильной машины.

Были применены различные холодильные масла, с тем чтобы можно было выявить возможные отличия в ингибиторах масел. Уровень коррозии для всех тестов находился в пределах 0,03 и 0,06 мм в год. Потенциальная проблема для холодильного контура - это омеднение движущихся механических частей, если слишком большое количество меди растворяется в масле, что ранее часто отмечалось в системах с ХФУ-хладагентами. Отложения меди были видны на пластинах клапанов и поршнях, но они просто смывались и не приносили вреда компрессору. Только при использовании одного из минеральных масел были обнаружены неудаляемые отложения меди на кольцевых уплотнениях, хотя это все еще не привело к нарушению работы.

Еще статьи по экологии

Экология основные понятия и проблемы
Экология как наука сформировалась в недрах биологии в середине XIX века, после того как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле. Возникло понимание того, что не только строени ...

Основные вопросы экологии
С момента появления человека познание природы было одним из необходимых условий его выживания. Человечество постепенно накапливало экологические знания. Известно, что все живые организмы тес ...

Обоснование структуры водохозяйственного комплекса
Жизнь человека и общества, удовлетворение их потребностей невозможны без использования природных ресурсов. Ресурсы являются неотъемлемой частью природных ландшафтов. Ресурсный потенциал ...