Науково-технічні основи вдосконалення малих холодильних машин (альтернативні холодоагенти, схемні рішення) - Автореферат

Пошук нових - енергетично ефективних, екологічно безпечних і економічно прийнятних робочих тіл, поряд з формуванням раціональних схем і конструкцій МХМ, роблять актуальними дослідження, що вирішують важливу народногосподарську задачу вдосконалення малих холодильних машин для температурного діапазону охолодження 240...280 К. Робота виконувалася в рамках програми фундаментальних і пошукових досліджень Державного комітету з науки і техніки СРСР №555 від 30.10.85м; а також у виконання Постанови Кабінету Міністрів України №1274 від 17.10.96 р., що затвердила "Програму припинення виробництва та використання озоноруйнуючих речовин до 2000р."; Постанови Верховної Ради України "Про енергозбереження"; Постанови Кабінету Міністрів України №148 від 5.02.97 р про "Комплексну державну програму енергозбереження". Дослідження з даної роботи велися в ході виконання госпдоговірних і держбюджетних робіт (номера держ. реєстрації: 0197U010043, 0195U006478, 0194U001346, 0190U029858, 0194U009650, 01860027627, 01840014605, 01910036713, 01900019379 01890041165) між Одеською державною академією холоду і НДІ "ВЕСТА" (м. Мета дослідження складається в розробці науково-технічних основ вдосконалення малих холодильних машин, що працюють в інтервалі температур охолодження 240...280 К, на основі спрямованого пошуку і дослідження нових, альтернативних R12, R22 і R502, багатокомпонентних озонобезпечних фторвуглеводнів шляхом їхньої модифікації природними холодоагентами і створення нових схемних рішень агрегатів МХМ. Рішення сформульованих задач досягнуто в рамках наступних методів дослідження: експериментальних досліджень фазових рівноваг сумішей холодильних агентів; експериментальних досліджень роботи холодильних машин і агрегатів; теоретичних досліджень, спрямованих на створення рівнянь стану з метою розрахунку таблиць по теплофизическим властивостях для розроблених робочих тіл; розробки нових робочих тіл і схемних рішень агрегатів малих холодильних машин; розробки на базі даних по калориметруванню, математичних моделей герметичних компресорівАналіз літературних джерел і прогноз найбільш ймовірних сценаріїв заміни озоноруйнуючих робочих тіл показав, що в даний час існують дві принципові можливості підбору сумішей, що задовольняють екологічним вимогам: · повернутися до класичних природних холодоагентів - аміаку, воді, діоксиду вуглецю і вуглеводням, поставивши як кінцеву мету усунення озоноруйнуючих речовин з холодильної техніки; Тому застосування процедури "drop in", коли проводиться тільки заміна холодоагенту, більш переважно в порівнянні з ретрофітом (retrofit), де заміні підлягають і холодоагент і мастило. Конкуруючі речовини, що використовують багатокомпонентні суміші, фактично представлені на ринку для виробників побутової холодильної техніки такими перехідними холодоагентами, як R401A (MP39) - суміш R22/R152a/R124, R406A (GHG12) - суміш R22/R600a/R142b, R409A (FX56) - суміш R22/R124/R142b і З10М - суміш R22/R21/R142b. Тому в роботі для обраного класу холодоагентів були проведені експериментальні дослідження фазових рівноваг рідина - пара і рідина - рідина, щоб відновити параметри перехресної взаємодії найбільш адекватні для обчислення енергетичних характеристик циклів і визначення азеотропних складів суміші. Зміна концентрації ізобутану(R600a) у суміші проводили в двох напрямках: перше - при використанні мінерального мастила збільшення концентрації R600а поліпшує розчинність суміші з мастилом (проблема заміни холодоагенту після ремонту чи компресора агрегату), друге - при використанні синтетичного мастила, тому що збільшення змісту R134а в суміші зменшує пожежонебезпеку суміші.Нові альтернативні двох-і трьохкомпонентні робочі тіла для заміни R12, R22 і R502 у малих холодильних машинах, що обєднують компромісним образом енергетичну ефективність, екологічну безпеку і економічну доцільність, можуть бути знайдені на основі добавок природних холодоагентів до вже існуючих штучних холодоагентів. Експериментальні дані по фазових рівновагах і параметри різнорідних міжмолекулярних взаємодій в однофлюїдних моделях багатокомпонентних холодоагентів: (R218, R134a, R152a, R32 ) R290, (R218, R134a, R152a, R32, RC318 ) R600a, (R600, R600a, R290, R218, R152a, RC318, R170 ) R717, (R290, R600a, R600 ) R744 створили основу для проведення термодинамічного аудиту парокомпресорних циклів холодильних машин, що використовують вищевказані суміші. Спрямований пошук азеотропних і близьких до азеотропних двохкомпонентних робочих тіл на основі інформації про критичні параметри чистих речовин, доповнений відповідним плануванням і проведенням експерименту по визначенню параметрів різнорідних взаємодій у сумішах, являє собою ефективний метод добору холодоагентів серед множини альтернатив, що не піддаються прямому перебору.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ