Том 112, № 2 (2023)
Научные обзоры
Конструкция и принцип действия механического устройства, для сигнализации о утечке холодильного агента из компрессорной системы работающего бытового холодильника
Аннотация
Причиной утечки холодильного агента из компрессорной системы бытового холодильника являются микро- и макроповреждения герметичной системы. Для определения, и предотвращения дальнейшей утечки в бытовой холодильный прибор необходимо установить устройство- оповещатель с термобаллончиком на поверхности испарителя морозильной камеры. Предлагаемое устройство будет реагировать только на понижение температуры на поверхности испарителя морозильной камеры по сравнению с ее паспортной величиной. Для чего ранее были установлены теплоэнергетические показатели бытового холодильника, при изменяемой температуре окружающей среды, и дозе заправки компрессорной системы. Данное устройство не заменяет уже существующее, а дополняет его характеристики, т.е. размыкает электрическую цепь пускозащитного реле, отключая от сети питания компрессор, и сигнализирует об утечке хладагента из компрессорной системы бытового холодильника. Его можно использовать в компрессорных системах, заправленных любым, в том числе взрывопожароопасным, хладагентом. Его применение повышает техническую и экологическую безопасность малой холодильной техники, работающей на взрывопожароопасных хладагентах, и, кроме того, обеспечивает сохранность пищевых продуктов, хранящихся в домашних условиях у потребителя.
Оптимизация использования энергии в холодильных системах
Аннотация
Энергия, необходимая для функционирования холодильной системы, составляет значительную часть общих затрат на содержание системы в течение всего срока службы. Тем не менее, современные исследования выявили огромные различия в количестве расходуемой энергии между различными системами. В настоящей статье рассмотрены способы использования энергии, а также причины такого большого различия в ее использовании в разных системах. Приводится недавняя работа по оценке и сравнительному анализу производительности средств холодильного хранения и объяснение методологии обеспечения максимально эффективной работы холодильных камер.
Усовершенствованная конструкция компрессоров на основе CO2 для промышленного применения
Аннотация
Распределительные центры, складские помещения, предприятия пищевой промышленности — применение систем на основе CO2 в промышленных масштабах все чаще становится предметом внимания потребителей, производителей и холодильной промышленности в целом. Теперь уже не редкость установки с холодопроизводительностью 2 МВт. Успешно работают установки с требуемой холодопроизводительностью до 4 МВт, распределенных между несколькими системами с 65 компрессорами. Убедительными аргументами в пользу установок на углекислом газе являются: более низкие требования к безопасности, меньшее пространство, необходимое для машинного отделения, а также лучшая сезонная энергоэффективность по сравнению с установками на аммиаке. Развивая эту тенденцию, компания BITZER разработала компрессоры с восемью цилиндрами для промышленного применения. Основное внимание при разработке уделялось, кроме традиционно высокой эксплуатационной безопасности, эффективности, регулированию производительности и низкому коэффициенту уноса масла. В данной публикации представлен обзор решений, применяемых в промышленных масштабах с использованием углекислого газа в качестве хладагента. На основе этого в статье описывается конструкция нового поколения компрессоров и его потенциал для промышленного применения. Он не является конкурентом аммиачных систем, а скорее дополнительным решением, которое отличается устойчивостью и работает на основе природного хладагента.
Оригинальные исследования
Перспективы применения системы кондиционирования воздуха в машинном зале канализационной насосной станции
Аннотация
Обоснование: инженерное обеспечение параметров микроклимата помещений с высокой теплонапряженностью необходимо работникам для снижения влияния технологического процесса предприятий на здоровье сотрудников. Согласно последним инструментальным исследованиям, помещение машинного зала высоковольтной канализационной насосной станции при определенных технологических условиях можно отнести к помещениям с большим количеством тепловых избытков. Поэтому появилась необходимость в рассмотрении возможности применения системы кондиционирования воздуха для рассматриваемого помещения.
Цель: определить целесообразность применения центральной системы кондиционирования воздуха в машинном зале высоковольтной городской канализационной насосной станции, а также рассчитать капитальные затраты на установку элементов холодоснабжения.
Методы: при исследовании целесообразности применения системы кондиционирования воздуха исследованы актуальные научные публикации, а также произведен первичный расчет характеристик холодоснабжающего оборудования. Изучены современные проектные решения холодильного оборудования, которые могут быть интегрированы в машинный зал.
Результаты: в исследовании было определено, что капитальные затраты на систему кондиционирования воздуха при использовании искусственного источника холода (холодильные машины) и 5 работающих насосах на сооружении составили 49 450 000 рублей. При запроектированных 3 включенных агрегатах стоимость оборудования составила 25 650 000 рублей. В случаи использования лишь увлажнения воздуха капитальные затраты составили 9 900 000 рублей (для 5 работающих насосов) и 5 800 000 рублей (при 3 работающих насосах).
Заключение: применение системы кондиционирования воздуха в высоковольтной канализационной насосной станции возможно, но она требует больших вложений на этапе установки и эксплуатации предложенных систем. Эксплуатационные затраты при увлажнении воздуха будут выше чем при использовании холодильной машины в теплый период года.
Низкомолекулярные эфиры в качестве гибридных сред для сублимационных холодильных контуров R744
Аннотация
До сих пор для температурного диапазона между -50 °C и -90 °C использовались в основном такие хладагенты, как трифторметан (R23) или углеводороды (например, этан или этилен). Поэтапный отказ от фторированных хладагентов с высоким потенциалом глобального потепления (ПГП) и воспламеняемость углеводородов, применяемых в качестве хладагентов, требуют новых технических решений.
В статье обсуждается применение фазового перехода диоксида углерода из твердого состояния в газообразное при низкотемпературном охлаждении. К сожалению, тройная точка CO2 не допускает фазового перехода между жидкостью и газом ниже -56 °С. Таким образом, достичь более низких температур можно только с помощью сублимации. Однако, для технической реализации этого решения требуются новые концепции.
Если удастся использовать сублимацию CO2 для охлаждения, то у нас появится альтернатива в виде невоспламеняющегося, экологически чистого, низкотемпературного хладагента для температурного диапазона до -80 °C. Для этого необходимо использовать новые смазочные материалы для компрессоров, которые служат теплоносителем при сублимации CO2 в холодильном контуре. Поэтому продолжаются поиски подходящих веществ, которые можно было бы использовать в этом случае. Были изучены некоторые подходящие соединения с точки зрения их термодинамических и трибологических свойств, а также их совместимость с используемыми материалами. Приведены результаты экспериментов, показывающие их возможность использования в холодильных системах с сублимацией CO2.
Алгоритм проектирования эжекторов CO2 на основе вычислительной гидродинамики
Аннотация
В данной работе представлен новый алгоритм формирования базы данных вычислительной гидродинамики для эжекторов СО2. Объясняется алгоритм и обсуждаются его детали. Приводится пример формирования базы данных вычислительной гидродинамики на основе конструирования эжектора для применения в промышленности. Исследуется конструкция эжектора с различными конструктивными параметрами и сравнивается с предложенной конструкцией. На основе полученных численных результатов предлагаются улучшения конструкции, а также окончательный ее вариант Норвежский университет науки и технологии. Эжектор в окончательной конструкции отличался высоким КПД, смоделированное значение которого составляло 46% в расчетной точке, а также оценивается и обсуждается КПД эжектора для условий, отличающихся от расчётных.