Использование природных хладагентов

В сложившейся ситуации важным фактором становится использование природных хладагентов: воздуха, воды, углеводородов, диоксида углерода и аммиака. Диоксид углерода (R744) стал применяться в тепловых насосах для систем горячего водоснабжения. Япония купила соответствующую технологию у норвежцев и, пользуясь государственной системой субсидий, предполагает к 2010 г. эксплуатировать 5 млн. подобных систем. Идея Г. Лоренцена об использовании СО2 в автомобильных кондиционерах уже реально воплощена в Норвегии. У диоксида углерода высокие показатели теплообмена, объемная холодопроизводительность почти на порядок выше, чем у любого синтетического хладагента, и в 5 раз выше, чем у аммиака. Системы на СО2 компактны, проблем с его утечками, рециклированием и тем более с возгоранием нет. R744 используют в нижних ветвях каскадов с аммиаком, R404А, R410А, углеводородами - в верхних. Благодаря усилиям МГУИЭ, МЭИ и НПО «Гелиймаш» в России создается мощный (до 20 МВт) тепловой насос на СО2. Диоксид углерода в цикле, где теплота подводится при переменной температуре (например, при нагреве воды от 50 до 90 оС), оказывается энергетически выгоднее синтетических хладагентов.

Диоксид углерода перспективен также для щадящей сушки термолабильных материалов. Системы с СО2 требуют, однако, больших инвестиций, применение определенных масел, тщательной осушки.

Для замены R404A и R407C перспективен пропан, имеющий прекрасные термодинамические свойства, совместимый с минеральными маслами и значительно более дешевый. Углеводороды применяют в тепловых насосах и бытовых холодильных приборах. В будущем им предрекают и нишу коммерческого холода. В Европе герметичные системы с малой заправкой углеводорода (до 1 кг) не имеют проблем с точки зрения пожаровзрывобезопасности. Доверяй, но помни, что содержание 1-2% по объему углеводорода в воздухе достаточно для взрыва и пожара.

Создание аммиачных установок малой холодопроизводительности, тем более герметичных установок на аммиаке, находится в стадии проработок. Промышленные аммиачные системы всегда вне конкуренции. Аммиак - лучший хладагент после воды, хотя небезопасен. Проблема, как показывает многолетний опыт знакомства с этим хладагентом, прежде всего, в его количестве. В промышленных холодильниках сегодня содержится более 3000 т аммиака. Аммиак на предприятиях нередко хранится в резерве, в том числе и вблизи жилых массивов. Не удивительно, что на 1 кВт холодопроизводительности может приходиться до 100 кг аммиака. Задача - снизить на несколько порядков этот показатель, имея в перспективе «хрустальную» мечту: на 1 кВт 80-100 г NH3. Пример решения этой задачи - ФГУ «Комбинат Монолит», где после реконструкции с 10 т аммиака перешли, не снижая показателей, на 300 кг.

Одним из удачных новых хладагентов можно назвать R723 - азеотроп аммиака (60%) и диметилового эфира (RE170). Диметиловый эфир улучшает поведение аммиака с минеральными маслами, снижает на 10…20 оС температуру конца сжатия, повышает плотность пара и в некоторой степени холодильный коэффициент. Как отмечают исследователи, R723 толерантен к цветным металлам, для него можно использовать имеющиеся варианты аммиачных компрессоров.

Еще статьи по экологии

Проблемы и возможные меры борьбы с уничтожением лесов
век не только - век открытий и развития, а и огромных экологических проблем. Одна из их - проблема сведения лесов на планете. Леса представляют собой климаксные сообщества на значительной части плане ...

Оценка негативного влияния работы шахты на природу
Бурное развитие промышленности во всех странах мира поставило перед человечеством острую проблему - охраны окружающей природной среды, с целью сохранения экологических систем, исторически сформировавш ...

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 ...