Природные хладагенты – фавориты будущего
- Авторы: Пономарев В.Г.1, Талызин М.С.2
-
Учреждения:
- ООО «НПП СИНТЕЗ»
- Международная Академия Холода
- Выпуск: Том 111, № 3 (2022)
- Страницы: 199-208
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.rcsi.science/0023-124X/article/view/132741
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF111059
- ID: 132741
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Снижение отрицательного техногенного влияния на окружающую среду является одним из перспективных направлений развития техники низких температур. Согласно ратифицированной Российской Федерацией поправке к Монреальскому соглашению, применение гидрофторуглеродов должно сократиться к 2036 году на 85%.
Цель – дать обоснование применению углеводородов в качестве хладагентов с точки зрения эффективности применения.
Методы. Проведено исследование потерь холодильных установок с разными температурными уровнями (температуры кипения хладагента -25 °С, -18 °С и -13 °С), работающих с холодильными агентами R134a, R404A, R1270 и R290 энтропийно-статистическим методом термодинамического анализа.
Результаты. Рассматриваемые природные хладагенты R1270 и R290 обладают более высокими показателями эффективности по сравнению с традиционно используемыми хладагентами R134a и R404A. Значения холодильного коэффициента при адиабатном сжатии выше на 16,28% по сравнению с R404A, на 1,81% по сравнению с R1270, на 1,14% по сравнению с R290 для установки с температурой кипения -13 °С. Значения холодильного коэффициента при адиабатном сжатии выше на 16,84% по сравнению с R404A, на 1,13% по сравнению с R1270, на 0,58% по сравнению с R290 для установки с температурой кипения -18 °С. Значения холодильного коэффициента при адиабатном сжатии выше на 18,53% по сравнению с R404A, на 0,8% по сравнению с R1270, на 0,43% по сравнению с R290 для установки с температурой кипения -25 °С.
Степень термодинамического совершенства при использовании R290 выше на 27,99% по сравнению с R134a, на 19,2% по сравнению с R404A, на 14,79% по сравнению с R1270 для установки с температурой кипения -13 °С. Степень термодинамического совершенства при использовании R290 выше на 21,25% по сравнению с R134a, на 14,71% по сравнению с R404A, на 9,9% по сравнению с R1270 для установки с температурой кипения -18 °С. Степень термодинамического совершенства при использовании R290 выше на 27,94% по сравнению с R134a, на 11,44% по сравнению с R404A, на 3,61% по сравнению с R1270 для установки с температурой кипения -25 °С.
Приводятся данные по производству углеводородных хладагентов, в частности R1270 и R290, на территории Российской Федерации, а также показатели качества и основные области их применения.
Заключение. Результаты анализа показали перспективность применения природных хладагентов (R1270 и R290) и позволили определить пути совершенствования холодильных установок.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Владимир Георгиевич Пономарев
ООО «НПП СИНТЕЗ»
Email: info@nppsintez.com
к.х.н.
Россия, ПермьМаксим Сергеевич Талызин
Международная Академия Холода
Автор, ответственный за переписку.
Email: talyzin_maxim@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7244-1946
SPIN-код: 6524-3085
к.т.н.
Россия, МоскваСписок литературы
- Цветков О.Б., Бараненко А.В., Лаптев Ю.А. и др. Озонобезопасные хладагенты // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Холодильная техника и кондиционирование. 2014. № 3. С. 98–111.
- Талызин М.С. Альтернативные хладагенты – проблемы и перспективы // Молочная промышленность. 2021. №12. С. 36–37.
- Современные альтернативные хладагенты на длительную перспективу и их возможные области применения // Холодильная техника. 2016. Т. 105, № 6. С. 4–9.
- Артеменко С.В., Семенюк Ю.В., Железный В.П. Оценка термодинамической эффективности азеотропных смесей хладагентов с низкими значениями потенциала глобального потепления // Технические газы. 2010. № 1. С. 61–68.
- Бабакин Б.С., Бабакин С.Б., Белозеров А.Г. и др. Природные смесевые хладагенты // Молочная промышленность. 2017. № 12. С. 40–42.
- Горючие хладагенты. 36-я информационная записка по холодильным технологиям (февраль 2018 г.) // Холодильная техника. 2018. Т. 107, № 5. С. 4–8.
- Sivakumar M., Somasundaram P., Thangavel P. Exergy and performance analysis of three stage auto Refrigerating Cascade (3 stage ARC) system using Zeotropic mixture of eco-friendly refrigerants // International Review of Mechanical Engineering. 2014. Vol. 8, N 1. P. 124–134. doi: 10.1016/j.enconman.2014.04.076
- Бабакин Б.С., Белозеров А.Г., Бабакин С.Б. и др. Современные экологически безопасные хладагенты для предприятий АПК // Мясные технологии. 2019. № 5(197). С. 44–47. doi: 10.33465/2308-2941-2019-5-44-46
- Singh K.K., Kumar R., Gupta A. Comparative energy, exergy and economic analysis of a cascade refrigeration system incorporated with flash tank (HTC) and a flash intercooler with indirect subcooler (LTC) using natural refrigerant couples // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2020. Vol. 39. P. 100716. doi: 10.1016/j.seta.2020.100716
- Xu B., Chen J., Qi Z., et al. Экспериментальное исследование характеристик бытовых кондиционеров на R290 // Холодильная техника. 2013. Т. 102, № 2. С. 10–13.
- Alam M.S., Jeong J.H. Comparative molecular dynamics simulations of homogeneous condensation of refrigerants // Int. J. Thermal Sci. 2019. Vol. 141. P. 187–198. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2019.04.001
- Alam M.S., Jeong J.H. Analysis of phase transition, structural and dynamical properties of R290 using molecular dynamics simulation // J. Mech. Sci. Tech. 2020. Vol. 34, N 10. P. 4345–4353. doi: 10.1007/s12206-020-0924-7
- Перевод секторов торгового и транспортного холодильного оборудования на озонобезопасные хладагенты и вспениватели с учетом международного опыта // Холодильная техника. 2015. Т. 104, № 10. С. 40–43.
- Madhu Sruthi Emani, Bijan Kumar Mandal. The Use of Natural Refrigerants in Refrigeration and Air Conditioning Systems: A Review. J. Phys. Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. Vol. 377 P. 012064. doi: 10.1088/1757-899X/377/1/012064
- Sai C. Yelishala, Kumaran Kannaiyan, Ziyu Wang, et al. Thermodynamic Study on Blends of Hydrocarbons and Carbon Dioxide as Zeotropic Refrigerants // J. Energy Resour. Technol. 2020. Vol. 142, N 8. P. 082304. doi: 10.1115/1.4045930
- Архаров А.М., Шишов В.В., Талызин М.С. Сравнение с помощью энтропийно-статистического анализа транскритических циклов на СО2 с циклами на традиционных хладагентах для систем холодоснабжения предприятий торговли. // Холодильная техника. 2017. № 2. С. 34–41.
- Shishov V.V., Talyzin M.S. Efficiency of refrigeration equipment on natural refrigerants // Chemical and Petroleum Engineering. 2020. Vol. 56, N 5-6. P. 385-392.
- Архаров А.М. Основы криологии. Энтропийно-статистический анализ низкотемпературных систем. Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014.
- Fan C., Yan G., Yu J. Thermodynamic analysis of a modified solar assisted ejector-compression heat pump cycle with zeotropic mixture R290/R600a // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 150. P. 42–49. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2019.01.011
Дополнительные файлы
