Kompressorite keskkonnanõuded

Tööstuse arenedes muutub Maa saastatus üha tõsisemaks ning keskkonnakaitsest on saanud oluline ülemaailmne mureküsimus. Atmosfääri osoonikihi hävimise ja globaalsete kliimamuutuste ärahoidmine on pälvinud laialdast tähelepanu kogu maailma riikides ning saavutanud konsensuse rahvusvaheliste valitsuste vahel, sõlmides vastavaid lepinguid.
kompressor
kompressor
Jahutus- ja kliimaseadmete valdkonnas on atmosfääri osoonikihi hävitamine CFCS-i ja HCFCS-i poolt ning energiatarbimisest põhjustatud globaalne soojenemine probleemid, mida tuleks kompressorite projekteerimisel kõrgelt hinnata.
Teatavasti on külmutusagensi valik üks paljudest kompressori konstruktsiooni mõjutavatest teguritest, mida tuleks kõrgelt hinnata.
Alternatiivseid külmutusaineid kasutavate uute kompressorite väljatöötamiseks puutusid disainerid kõigepealt kokku kahe probleemiga:
Esiteks peab kompressor oma töömahu uuesti määratlema, et vastata erinevate vooluhulkade rõhunõuetele;
Teiseks tuleb käsitleda erinevate materjalide, mis puutuvad kokku kompressoris oleva külmutusagensiga, nagu sünteetiline kautšuk ja määrdeõli, ühilduvust.
Varasemas ajaloos on külmutusagensidena kasutatud üle viiekümne aine. Peale II maailmasõda domineerisid lisaks ammoniaagi kasutamisele suure jahutusvõimsuse puhul peaaegu kõigis külmutus- ja kliimaseadmete valdkondades haloalkaan CFCS ja HCFCS. 1974. aastal Montreali protokollis sätestatud CFCS-i asendamine on tööstusriikides teostatud, samas kui HCFCS-i asendusplaan valmib 2020. aastal; Arengumaade puhul lõpetatakse see vastavalt 2010. ja 2040. aastal. Mõnes arenenud riigis on nad aga valmis seda enne tähtaega saavutama. Joonisel 6 on näidatud CFC-11, CFC-12, HCFC-22 ja R502 (horisontaalse noolejoone all) kasutusvaldkonnad ja potentsiaalsed asendajad, mida varem Euroopas tavaliselt kasutati.
CFC-11
CFC-11 on madalrõhuga külmutusagens, mida kasutatakse peamiselt tsentrifugaaljahutites, ja selle ülemineku asendaja on HCFC-123. Lisaks on HFC-245ca või HFC-245fa ka madalrõhuga külmutusagensid, kuid neil on tuleohtlikkus. Seetõttu tuleb uurida nende põlemise vähendamise meetodeid ja toksilisust ning nende kasutamine ei ole nii tõhus kui CFC-11 ja HCFC-123. Seetõttu on paljud ettevõtted tsentrifugaaljahutites üle läinud HFC{8}}a kasutamisele.
CFC-12
Tänu oma paljudele rakendustele ja lekkeprobleemidele autode kliimaseadmetes on CFC{0}} esimene objekt, mida kaaluda asendajana. HFC-134a saab kasutada kodumajapidamises kasutatavates külmikutes ja autode kliimaseadmetes asendajana. HFC-134a jahutusvõimsus ja efektiivsus sarnaneb CFC-le-12 keskmise kuni kõrge temperatuurivahemikus. Kuid töötingimustes alla -23 kraadi kaotab see oma atraktiivsuse madalama jahutusvõimsuse ja efektiivsuse tõttu võrreldes CFC-ga-12. Kuigi HFC-134a ODP väärtus osoonikihi kahanemise potentsiaali osas on null, on selle GWP väärtus globaalse soojenemise korral koguni 1300 (CO2 GWP väärtuse alusel), mis pikemas perspektiivis mõjutab ka selle arengut ja kasutada.
HCFC-22
HCFC-d{{0}} on laialdaselt kasutatud kaubanduslikes jahutusseadmetes, äri- ja eluruumide kliimaseadmetes ning soojuspumpades, mille ODP-väärtus on palju madalam kui CFC-l-11 ja CFC-l-12 , ainult 0,055. Kuid selle GWP väärtus on üsna kõrge, umbes 1700. Just neil põhjustel kaotatakse mõned Euroopa riigid, näiteks Saksamaa, kiiresti järk-järgult. HCFC-d asendavad juba mitmed segatud külmutusagensid-22. American Refrigeration Association on oma külmutusagensi asendamise hindamisprogrammis (AREP) soovitanud nelja tüüpi: HFC-134a, R407C, R410A ja R410B. Kuid võrreldes ülejäänud kolmega on HFC{11}a-l madalam jahutusvõimsus ja rõhk ning selle kasutamine külmutusagensina nõuab süsteemi olulist ümberkujundamist. Seetõttu näib selle kasutamise võimalus HFCF-22 asendajana minimaalne, kuid võimalus seda kasutada suuremates jahutites on endiselt olemas. Mitteaseotroopne külmutusagens R407C asendab tõenäoliselt olemasolevaid masinaid, kuna see on HCFC-le kõige lähedasem{14}}. Pärast asendamist on süsteemi varustuses vaja minimaalselt muudatusi teha ja mineraalõli asendamiseks kasutatakse happelisi määrdeaineid. Tähelepanu tuleks pöörata ka kohanemisele külmutusagensi suure temperatuurinihkega (kuni 5-7 kraadi). Peaaegu aseotroopsed külmutusagensid R410A ja R410B on kaks sama HFCS segu, mille ainus erinevus seisneb segamissuhtes. R410A sobib split tüüpi väikestele kliimaseadmetele, kuid selle aurustumisrõhk on umbes 1,5 korda suurem kui HCFC-l-22. Seetõttu tuleb seda töövedelikku kasutav süsteem täielikult ümber kujundada, nii et seda kasutatakse ainult uutes jahutus- ja kliimaseadmetes. Selle süsteemi optimeeritud disain võib suurendada selle tõhusust 5 protsenti.
R502
R502 on laialdaselt kasutatud madala temperatuuriga jahutussüsteemides. AREP soovitab kahte võimalikku alternatiivi: R404A ja R507. R404A jahutusvõimsus ja tõhusus on sarnased R502-ga, kuid see nõuab kasutuselevõtul rohkem süsteemi komponentide, eriti kompressorite testimist. R507 segakomponendis on komponent, mis mängib leegiaeglustavat rolli ja mille toimivus on sarnane R502-ga, kuid toksilisuse testimine USA-s alles käib; Kuid Euroopas on seda rakendatud supermarketite külmutusseadmetele.