Ecological and thermoeconomic analysis of the prospects for the use of ammonia in refrigeration equipment

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Ecological, thermal and economical analysis was used in the study of prospects far the use of ammonia in new generation of refrigeration equipment. This method uses new efficiency criteria based on the evaluation of minimum level of emission of greenhouse gases during production of cold. The conclusion ahout good reasons far the use of ozone safe refrigerants was made within the frame of systems approach the essence of which consisted in consecutive increased complication of the objects of investigations. The analysis has shown that even taking into account additional engineering measures necessary for ensuring a safe use of ammonia this refrigerant has no alternative from ecological and energy point of view.

Full Text

Хладагент R717 используют вот уже много лет D крупных промышленных холодильных установках. Этот хладагент не разрушает озонового слоя и не способствует увеличению парникового эффекта. Энергетическая эффективность применения R717 в холодильном оборудовании так же высока, как и при использовании R22. Кроме того, стоимость аммиака значительно ниже стоимости галоидопроизводных углеводородов. По сравнению с галоидопроизводными хладагентами R717 имеет более высокий коэффициент теплоотдачи, в связи с чем в теплообменных аппаратах могут быть установлены трубы меньшего диаметра при заданной холодопроизводительности.

К сожалению, аммиак имеет и недостатки, которые в значительной мере ограничивают его применение в промышленности, а при модернизации оборудования приводят к необходимости принимать дорого стоящие технические решения.

Один из недостатков R717 — большое значение показателя адиабаты, что вызывает значительное повышение температуры сжатого газа па выходе из компрессора. В связи с этим предъявляют жест кие требования к термической стабильности используемых холодильных масел. Применяемые в настоящее время масла не растворяются в R717, в связи с чем требуется устанавливать маслоотделители, что увеличивает стоимость холодильной машины. В последние годы проводят интенсивные научные исследования по разработке масла, раствори м о т в аммиаке [6, 9]. и созданию холодильного оборудования с «сухим» испарителем. Высокая растворимость компонентов рабочего тела исключает образование пленки масла на теплообменных поверхностях, в результате чего коэффициент тепло отдачи возрастает с 2700 до 9100 Вт/(м2 * К) [9]. Достигнутый в последние годы прогресс в разработке растворимых в R7I7 холодильных масел может кардинально изменить тенденции в развитии холодильного машиностроения.

Аммиак имеет чрезвычайно высокое значение теплоты парообразования, а следовательно масса циркулирующего хладагента относительно невелика (13—15% по сравнению с R22). Однако эго благоприятное для крупных холодильных установок качество затрудняет регулирование подачи аммиака в испаритель при малых мощностях. Дополни тельные сложности при создании холодильного оборудования создает химическая активность аммиака по отношению к меди и медным сплавам. Вследствие высокой токсичности и горючести аммиака сварные соединения подлежат тщательному контролю. Из-за электропроводности R717 затрудняется создание полугерметичных и герметичных компрессоров.

Безопасная эксплуатация аммиачных холодильных установок связана в большинстве случаев с необходимостью использования вторичного хладоносителя, а в ряде случаев - воздухонепроницаемого комп рессорного помещения, эффективной вентиляции, систем контроля и поглощения аммиака в случае его утечки. Дополнительные энергетические затраты на реализацию указанных мероприятий увеличивают антропогенное влияние холодильной техники на окружающую среду. Учет этого влияния может быть оценен с помощью эколого-термоэкономичсского метода анализа [3].

Расчетную оценку эффективности применения хладагентов, альтернативных R22, проводили в рамках системного подхода, суть которого заключалась в последовательном усложнении объекта исследования (теоретический, действительный компрессор, холодильная машина).

Такой подход позволяет повысить полноту информации об ожидаемых эколого-энергетических характеристиках оборудования, в кото ром используются альтернативные хладагенты.

В расчетах приняты следующие допущения: гидравлические потери и потери эффективности, вызванные наличием примесей масла в хладагенте, не учитываются; перегрев хладагента в испарителе мал; электромеханические потери не зависят от термодинамических параметров рассматриваемых рабочих тел; потерямиэксергии в результате теплообмена через поверхность аппаратов и элементов холодильной машины (кроме всасывающей линии) с окружающей средой можно пре небречь.

В качестве объекта исследований выбран компрессор 1П 10-2-02, выпускаемый АО «РЕФМА», теоретическая производительность которого Vh = 31 м/ч. Для этого компрессора известны экспериментальные данные о холодопроизводительности и потребляемой электрической мощности в случае применения хладагента R22. Данная ин формация позволила определить коэффициент подачи λ и элекгрический КПД компрессора:

λ= Q 0/Q 0t(1)

η= N s/N e(2)

где Q 0t — теоретическая холодопроизводительность при объемной эффективности компрессора, равной единице; N s — мощность адиабатного сжатия.

Цикл одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины показан на рис. I.

 

Рис. 1. Цикл одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины в Т,s-диаграмме: Тп, Тк — температуры соответственно кипения и конденсации

 

Значения X для галоидопроизводных хладагентов, альтернативных R22, могут быть приняты одинаковыми, поскольку уровень давлений насыщенных паров у них достаточно близок. Как показывают исследования, это предположение справедливо для высокотемпературного и среднетемпературного режимов работы компрессора. Для низкотемпературного режима работы компрессора различие в коэффицентах подачи для хладагентов, альтернативных R22, может достигать 10%.

Индикаторный КПД компрессора рассчитывали по известным формулам:

для альтернативных R22 галоидопроизводных хладагентов

ηi = λ φ+ 0.0025 t 0

для R717

ηi = λ φ+ 0.001 t 0

где ηi = T 0/T k— коэффициент подогрева; t 0 — температура кипения хладагента, °C.

Значения коэффициента подачи и электрического КПД для R717 были взяты из [5]. Полученные таким образом коэффициенты действительного компрессора учитывали при определении экзегетических потерь, методика расчета которых подробно изложена в работах [1, 4].

 

Рис. 2. Энергетические характеристики теоретического и действительного компрессоров при работе па R22 при различных режимах (Т=303 К, Т=293 К, Т,= 293 К):---------- теоретический компрессор;----------- действительный компрессор

 

Как показывает сравнение энергетических характеристик теоретического и действительного компрессоров, работающих на R22, значения их холодопроизводительности Qo, холодильною коэффициента е и особенно эксергегического КПД сильно различаются (рис. 2). По этому необходимо относиться с достаточной осторожностью к рекомендациям по выбору хладагентов, основанному только на теоретическом анализе циклов без учета корректно определенных значений коэффициента подачи и коэффициента полезного действия компрессора.

 

Рис. 3. Зависимость эксергетических потерь от температуры кипения в компрессорной системе при работе на R22

 

Результаты расчета эксергетических потерь для компрессорной системы, работающей на хладагенте R22 при различных температурах кипения, приведены на рис. 3. Сложный характер зависимостей k = f ( Т ) обусловлен противоречивым влиянием на абсолютную величину потерь двух факторов: во-первых, увеличением необратимости процессов. протекающих в компрессорной системе; во-вторых, уменьшением массового расхода хладагента, циркулирующего по контуру системы. Максимальные эксергетические потери 1/7наблюдаются в интервале температур 258 < То < 268 К. Зависимость холодопроизводисльности, эксергегического КПД  и подводимой эксергии для компрессора, работающего на R22, от Т1 показана на рис. 4, из которого следует, что имеет экстремум.

 

Рис. 4. Зависимость энергетических характеристик от температуры кипения в компрессорной системе при работе на R22: □ — холодопроизводительность Qo; о — эксергия Еа ; А — эксергетический КПД

 

Анализ результатов расчета составляющих TLW1V потоков [3] позволяет прийти к заключении, что характер изменения (рис. 5) в значительно большей мере определяется уменьшением массового рас хода хладагента, чем возрастанием необратимости процессов в комп рессорной системе, связанным с понижением Tt). Таким образом, по мимо необратимости величину потоков TEWI v определяют массовый расход хладагента Л/Л, коэффициент подачи X и степень повышения давления в компрессоре.

 

Рис. 5. Зависимость составляющих TEWI* потоков от температуры кипения для компрессорной системы при работе на R22: □ — TEWI*, полный эквивалент глобального потепления; о TEWip, эмиссия СО, от рационально использованной на производство холода энергии; Д - Д TEWi , косвенный вклад в TEWiN от внутренней необратимости процессов в холодильном цикле; V — ATEW, косвенный вклад в TEWI v от внешней необратимости процессов в холодильном цикле; 0 - TEWQ, эмиссия СО, от части энергии, преобразованной в холод

 

Эколого-термоэкономические коэффициенты компрессорной системы [3[ существенно зависят от параметров холодильного цикла (рис. 6). Как показывают расчеты, при температуре кипения хладагента в испарителе Тп = 233 К получение единицы эксэргии холода сопряжено с пятикратным увеличением эмиссии СО, по сравнению с высокотемпературным режимом, когда  283 К (об этом свидетельствует характер изменения коэффициента tewi на рис. 6).

 

Рис. 6. Зависимости коэффициентов: tewi, прямого экологического действия 6, косвенного экологического действия у, эколого-термоэкономического совершенства (р от температуры кипения для компрессорной системы при работе на R22)

 

При утечке хладагента за 10 лет эксплуатации комп рессора, равной 40 кг, коэффициент прямого экологического действия компрессорной системы 8 изменяется с понижением в значительно более узком интервале значений - от 0,88 до 0,73. Напротив, коэффициент косвенного экологического действия компрессор ной системы у отличается высокой чувствительностью к изменению температуры хладагента в испарителе: 0,41 > у> 0,13. Это обстоятельство свидетельствует о вы соком уровне влияния экзегетических потерь на эколого-энергетические коэффициенты.

Значения коэффициента эколого-термоэкономического совершенства (р также указывают на высокий уровень анроногенного воздействия от нерационально используемых компрессорной системой энергетических ресурсов при производстве искусственного холода. При чем уровень этою воздействия возрастает по мере снижения температуры кипения хладагента в испарителе.

Широкий интервал изменения значений предложенных эколого-термоэкономических коэффициентов, их высокая чувствительность к изменению термодинамических параметров и экологических (TEWIV) факторов дают основание рекомендовать их для использования в задачах оптимальною выбора хладагента, альтернативного R22. С этой целью проведен эколого-термоэкономический анализ перспектив использования таких хладагентов, альтернативных R22, как RI34a, R404A, R407C, R410B и R7I7. Выбор указанных хладагентов был продиктован не только проведенными ранее исследованиями [2, 5], но и возрастающим объемом выпуска нового холодильного оборудования, в котором используются указанные рабочие вещества.

Результаты расчета экзегетических потерь на спецификационных режимах (Гц 258 К, Г = 303 К. 1 = 293 К, Т5 = 298 К для R22, R404A, R134a, R407C и R4I0A; Го = 258 К. Г = 303 К. Г, = 263 К, Т5 = 298 К для R7I7) представлены на рис. 7.

 

Рис. 7. Величина эксергетических потерь в компрессорной системе для различных хладагентов.

 

Анализируя полученные результаты, можно прийти к заключению о том, что экссргетические потери в различных процессах холодильного цикла для хладагентов, альтернативных R22, существенно различаются. Минимальный уровень суммарных экзегетических потерь характерен для компрессорных систем при работе на хлад агентах R 134а и R717. Вместе с тем при одинаковой производительности Vh компрессор на аммиаке обеспечивает в 2,4 раза большую холодопроизводительность. Высокий уровень потерь во всасываю щей линии в случае применения галоидопроизводных хладагентов может быть уменьшен использованием регенеративного теплообмена.

 

Рис. 8. Значения коэффициентов, характеризующих эколого-энергетическую эффективность использования различных хладагентов в компрессоре 1П10-2-02.

 

Как видно из рис. 8, все компрессоры, за исключением работающих на R404A и R717, имеют примерно равные значения холодильного коэффициента (2,97 < Е <3,22) и общего экзегетического КПД (0.2 < п < 0,25). что свидетельствует об ограниченных возможностях термодинамического исследования в решении экологических проблем, связанных с эмиссией парниковых газов. В рамках данного метода наибольшую перспективу для нового поколения холодильного оборудования имеет хладагент R410B из-за высокой хололопроизводительности. Однако переход на этот хладагент сопряжен со значительными техническими трудностями, поскольку R4I0B имеет самое большое давление насыщенных паров при температуре конденсации. Из-за высокого уровня давлений потребуется внести существенные изменения в конструкцию узлов холодильной машины. По этой причине большинство производителей холодильного оборудования предпочитают применять R407C в качестве альтернативы R22, перекладывая все трудности использования азеотропного хладагента на потребителя.

У компрессоров, работающих на RI34a при заданных параметрах холодильного цикла, практически одинаковые по сравнению с компрессорами, работающими на R22, значения холодильного коэффициента. Но замена R22 на R134a в компрессоре 11110-2-01 нецелесообразна из-за незначительной холодопроизводительности RZQ IRIMB = 2,03 и низкого значения эксергетического КПД. На против, результаты термодинамического анализа свидетельствуют о существенных преимуществах аммиака. Результаты эколого-гермоэкономического анализа компрессорной системы в целом подтверждают перспективность применения хлад агентов R407C. R410B и R717 (см. рис. 8, 9). Вместе с тем высокое абсолютное значение TEWI v для компрессора, работающего на R4I0B, не отражает его низкой эколого-энергетической эффективности (поскольку достигается очень высокий уровень холодопроизводительности). Коэффициенты, предложенные в работе [3]. несут значительно более полную информацию об эколого-гермоэкономической целесообразности применения хладагента, чем TEWI, общий эксергетический КПД и тем более холодильный коэффициент или предложенные недавно экономические критерии [8]. Если значения холодильного коэффициента для галоидопроизводных хладагентов, альтернативных R22, изменяются всего в 1,14 раза, эксергетического КПД - в 1,4 раза, то значение эколого-термоэкономического коэффициента <р изменяется в 1,6 раза.

 

Рис. 9. Величина составляющих TEW потоков для компрессорной системы.

 

Как показывают результаты эколого-энергетического анализа, целесообразно более широкое использование аммиака в новом поколении холодильного оборудования. Напротив, ориентация на выпуск холодильной техники с применением R404A ни с термодинамической, ни с экологической точек зрения не оправдана. К преимуществам этого хладагента относятся лишь низкая температура нагнетания Г = 355 К, небольшое значение AT lidc (< 0,5 К) по сравнению с R407C и возможность сравнительно простой адаптации выпускаемого холодильного оборудования к данному рабочему телу.

Для исследования трансформации эколого-термоэкономических показателей при переходе от компрессорной системы к холодильным машинам было рассмотрено холодильное оборудование производства АО «РЕФМА». Холодильные машины для охлаждения воздуха с конденсатором воздушного охлаждения МВВЗ-2-2 и МВВЗ-2-2 и водяного охлаждения 1МКВ4-2-2 укомплектованы одним и тем же компрессором 1П 10-2-02. Эколого-гермоэкономические характеристики различных хладагентов, рассматриваемых применительно к данным машинам, приведены в табл. 1. Коэффициент TF.WI V рассчитывали с учетом мощности, потребляемой холодильными машинами, при следующих параметрах: температура в охлаждаемом объеме 7 = 263 К, температура воды и воздуха на входе в конденсатор 303 К, масса заправки хладагентом 10 кг. общий уровень утечки хладагента при эксплуатации машины в течение 10 лет составляет 40 кг. При расчете TEWI* не учитывали изменение массы холодильных машин, работающих на различных хладагентах. Но этим фактором из-за незначительности его влияния па TEWI* [5] для рассматриваемых машин можно пренебречь.

При отсутствии данных о реальном энергопотреблении для холодильных машин на альтернативных хладагентах TEW1* можно рассчитать но формуле

TEWI, = GWPL+ ER22+S пi=1nM Э β                         (5)

где GWP — потенциал глобального потепления для данного хлад агента; L - общая эмиссия хладагента за время работы холодильного оборудования, кг; Екп — потребляемая холодильной машиной (аналогом) мощность, кВт; Еа — эксергия, подведенная к компрессору, использующему в качестве рабочего тела R22 или альтернативный хладагент, кВт; N время работы машины, ч; S п — себестоимость производства холодильного оборудования; Т — тариф на электроэнергию, долл. США/(кВт • ч); М масса отдельных элементов холодильной установки, кг; Э - энергетические эквиваленты конструкционных материалов, кВт«ч/кг.

В выполненных расчетах тарифную стоимость электроэнергии приняли равной 0,04 долл. США за I кВтч, а энергетический эквивалент для стали 10,35 кВз *ч/кг. С учетом структуры производства электроэнергии в Украине эмиссию СО, при выработке 1 кВтч оценивали величиной β = 0,7 кг СО3/(кВт • ч).

В связи с принятыми ранее допущениями, а также с различием в уровне потребляемой мощности для действительного компрессора и реальной холодильной машины значения составляющих TEWIv будут существенно отличаться. Более того, объемы эмиссии парниковых га зов при эксплуатации холодильных машин, использующих один и тот же компрессор и хладагент, не будут одинаковыми (см. табл. 1). Данный вывод подчеркивает широкие возможности применения эколого-термоэкономического метода анализа не только для выбора хладагента, но и при проведении эколого-энергетического аудита и менеджмента для оценки эффективности использования холодильного оборудования.

Анализируя структуру TEWI*., следует отметить, что наибольший вклад в его величину вносят составляющая, характеризующая утечки хладагента (до 48% для R404A), эмиссия от эксергетических потерь в холодильном цикле (до 30% для R4I0B). Поэтому снижение уровня утечек рабочего тела из машины в случае применения галоидопроизводных хладагентов является реальным фактором уменьшения антропогенного влияния холодильной техники на окружающую среду. Расчеты показывают, что при ограничении уровня утечек хладагента до 5% в год эколого-термоэкономические показатели улучшаются в среднем на 20%. Поэтому государственный контроль за уровнем утечек хладагента должен быть приоритетным направлением в деятельности эко логических служб [7].

На TEWI* заметное влияние оказывает эмиссия диоксида угле рода, связанная с затратами энергетических ресурсов на создание оборудования, - ATEWI Эту составляющую особенно важно учитывать при оценке перспектив применения пожароопасных и токсичных хладагентов в холодильном оборудовании малой мощности.

 

Таблица 1

Хлад- агент

TEWI„

ATEWI

э.к

ATEWI

э.п

TEWI

p

ATEWI

p BH

ATEWI

p внеш

TEWI0

ATEWI

Э

tewi

p

TEW

<P

abc

%

abc

%

abc

%

abc

%

abc

%

abc

%

abc

%

abc

%

 

abc

%

 

МВВЗ-2-2

R404A

337573

30789

9,1

130400

38,6

176384

52,3

14375

4,3

57782

17,1

104225

30,9

161189

47,7

3,24

0,52

0,59

0,31

R407C

210460

30789

14,6

61040

29,0

118631

56,4

18617

8,8

25744

12,2

74269

35,3

91829

43,6

2,83

0,56

0,63

0,35

R410B

290218

30789

10,6

69000

23,8

190429

65,6

16125

5,6

55747

19,2

118556

40,9

99789

34,4

2,45

0,66

0,62

0,41

R134a

167882

30789

18,3

52000

31,0

85092

50,7

10486

6,2

23227

13,8

51379

30,6

82789

49,3

3,27

0,51

0,60

0,31

R22

231825

30789

13,3

60000

25,9

141036

60,8

12594

5,4

40040

17,3

88401

38,1

90789

39,2

2,62

0,61

0,63

0,3

R717

138692

30789

22,2

0

0

107903

77,8

2743

2,0

19639

14,2

85521

61,5

30789

22,2

1,62

0,78

0,79

0,6

2MBB3-2-2

R404A

269525

24092

8,9

130400

48,4

115033

42,7

9775

3,6

57782

21,4

47475

17,6

154492

57,3

5,68

0,43

0,41

0,1

R407C

162500

24092

14,8

61040

37,6

77368

47,6

12659

7,8

25744

15,8

38964

24,0

85132

52,4

4,17

0,48

0,50

0,24

R410B

217285

24092

11

1,1

69000

31,8

124193

57,2

10965

5,0

55747

25,7

57480

26,5

93092

42,8

3,78

0,57

0,46

0,2

R134a

131587

24092

18,3

52000

39,5

55495

42,2

7130

5,4

23227

17,7

25137

19,1

76092

57,8

5,23

0,42

0,45

0,11

R22

176072

24092

13,7

60000

34,1

91980

52,2

8564

4,9

40040

22,7

43375

24,6

84092

47,8

4,06

0,52

0,47

0,25

R717

87270

24092

27,6

0

0

63177

72,4

5195

6,0

19639

22,5

38342

43,9

24092

27,6

2,28

0.72

0.61

0,11

 1MKB4-2-2

R404A

288005

19565

6,8

130400

45,3

138040

47,9

13225

4,6

57782

20,1

67031

23,3

149965

52,1

4,30

0,48

0,49

0,2

R4I0B

237597

19565

8,2

69000

29,0

149031

62,7

14835

6,2

55747

23,5

78448

33,0

88565

37,3

3,03

0,63

0,53

0,32

RI 34a

138159

19565

14,2

52000

37,6

66594

48,2

9647

7,0

23227

16,8

33719

24,4

71565

51,8

4.10

0,48

0,51

0,2

R22

189941

19565

10,3

60000

31,6

110376

58,1

11587

6,1

40040

21,1

58748

30,9

79565

41,9

3,23

0,58

0,53

0,31

R717

95378

19565

20,5

0

0

75813

79,5

7029

7,4

19639

20,6

49144

51,5

19565

20,5

1,94

0,79

0,65

0,52

Примечание. TEWIл.-полный эквивалент глобального потепления; ATEWI -косвенный вклад bTEWI v от затрат энергии на получение конструкционных материалов, изготовление оборудования, реновацию, обеспечение мер пожаробезопасности; ATEWIjn—прямой вклад в TEWI v от эмиссии хладагента и вспенивающих агентов теплоизоляции; TEW1 — эмиссия СО, от энергии, рационально использованной на производство холода; ATEWI . ATEWIp)Hi)-косвенный вклад в TEWI v соответственно от внутренней и внешней необратимости процессов в холодильном оборудовании; TEW1 -эмиссия СО, от части энергии, преобразованной в холод; ATEWI-вклад в TEW1A от эмиссии хладагента, вспенивающих агентов теплоизоляции и затрат энергии на получение конструкционных материалов и изготовление холодильного оборудования; tewi-коэффициент приведенной эмиссии парниковых газов; 5,у коэффициенты соответственно прямого и косвенного действия экологической системы; ф—коэффициент эколого-термоэкономического совершенства; abc—абсолютное значение.

 

Из табл. 1 следует, что наиболее высокое качество использования энергетических ресурсов характерно для аммиачных холодильных машин, у которых самый низкий уровень эмиссии диоксида углерода от внутренних и внешних энергетических потерь, полностью отсутствует прямой вклад в TEWI v в связи с утечками аммиака при эксплуатации оборудования. Вследствие этих обстоятельств энергетические ресурсы используются с экологической точки зрения наиболее рационально. Так, TEWI дня аммиачных машин достигает 60% TEWI в то время как для холодильного оборудования на озонобезопасных галоидопроизводных хладагентах TEW1, не превышает 40%. Таким образом, общая экологическая нагрузка на окружающую среду, которую в интегральной форме отражает TEWI V, для аммиачных машин существенно ниже, чем для других хладагентов. Коэффициент эколого-термоэкономического совершенства для машин, работающих на NH,, почти в 2 раза выше, чем для оборудования, в котором применяются R22, R404A, R407C и R4I0A.

Вместе с тем реализация мероприятий по обеспечению пожаробезопасности холодильной установки увеличивает ее стоимость на 30% [10], а наличие контура с хладоносителя не только повышает стоимость приблизительно на 60%, но и приводит к весьма значительному (до 25%) возрастанию потребляемой мощности. Выполненные в рамках эколого-термоэкономического метода анализа расчеты показывают, что даже такое значительное повышение стоимости холодильного оборудования с промежуточным хладоносителя и понижение его эффективности не в состоянии изменить позитивной оценки перспектив применения аммиака, что наглядно демонстрирует табл. 2, где приведены значения эколого-термоэкономические характеристик для холодильной машины МВВЗ-2-2 при 5%-ном уровне утечек хладагента.

 

Таблица 2

Хладагент

TEWI

 

tewi

5

Y

Ф

R404A*

256074

2,46

0,69

0,59

0,41

R407C*

172311

2,32

0,69

0,63

0,43

R410B*

247094

2,08

0,77

0,62

0,48

R134а*

135382

2,63

0,63

0,60

0,38

R22*

194325

2,20

0,73

0,63

0,45

R717*

138692

1,62

0,78

0,79

0,62

R717**

147929

1,73

0,73

0,79

0,58

R717***

159690

2,34

0,69

0,62

0,43

♦Установка непосредственного охлаждения.

♦♦Увеличение стоимости установки на 30% (противопожарные мероприятия).

♦♦♦Установка с промежуточным хладоносителем.

 

Таким образом, исследование показывает, что при экологической оценке целесообразности применения определенного хладагента не обходимо рассчитывать полный эквивалент глобального потепления, учитывая все вклады в TEWI* от энергетических затрат, связанных с получением искусственного холода.

В рамках эколого-термоэкономического метода анализа при рассмотрении максимально реалистичной модели холодильной машины выявлено, что новое поколение аммиачного холодильного оборудования будет оказывать существенно менышее антропогенное влияние на окружающую среду по сравнению с холодильными машинами, использующими галоидопроизводные хладагенты.

×

About the authors

V. P. Zhelezny

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com

Candidate of Technical Sciences

Russian Federation

P. V. Zhelezny

Email: info@eco-vector.com

Candidate of Technical Sciences

Russian Federation

O. V. Lysenko

Odessa State Academy of Refrigeration

Email: info@eco-vector.com

eng. 

Russian Federation

V. S. Ovcharenko

JSC "Promholod"

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Rice. 1. The cycle of a single-stage vapor-compression refrigeration machine in the T, s-diagram: Tp, Tk are the temperatures of boiling and condensation, respectively

Download (258KB)
3. Rice. 2. Energy characteristics of the theoretical and actual compressors when operating on R22 in various modes (T = 303 K, T = 293 K, T = 293 K): ---------- theoretical compressor;-- --------- actual compressor

Download (231KB)
4. Rice. Fig. 3. Dependence of exergy losses on the boiling point in the compressor system when operating on R22

Download (702KB)
5. Rice. Fig. 4. Dependence of energy characteristics on the boiling point in the compressor system when operating on R22: □ - cooling capacity Qo; o - exergy Ea; A - exergy efficiency

Download (683KB)
6. Rice. Fig. 5. Dependence of the TEWI* streams on the boiling point for the compressor system when operating on R22: □ - TEWI*, the total equivalent of global warming; o TEWip, CO emissions, from rationally used energy for cold production; E - E TEWi , ,indirect contribution to TEWiN from internal irreversibility of processes in the refrigeration cycle; V - ATEW, indirect contribution to TEWI v from external irreversibility of processes in the refrigeration cycle; 0 - TEWQ, CO emission, from the part of the energy converted to cold

Download (785KB)
7. Rice. Fig. 6. Dependences of the coefficients: tewi, direct ecological action 6, indirect ecological action y, ecological and thermoeconomic perfection (p on the boiling point for the compressor system when operating on R22)

Download (696KB)
8. Rice. 7. The value of exergy losses in the compressor system for various refrigerants.

Download (1MB)
9. Rice. 8. The values of the coefficients characterizing the environmental and energy efficiency of the use of various refrigerants in the compressor 1P10-2-02.

Download (1MB)
10. Rice. 9. The value of the components of the TEW flows for the compressor system.

Download (1MB)

Copyright (c) 2022 Zhelezny V.P., Zhelezny P.V., Lysenko O.V., Ovcharenko V.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies