ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับคอมเพรสเซอร์

ด้วยการพัฒนาอุตสาหกรรม มลพิษของโลกทวีความรุนแรงมากขึ้น และการปกป้องสิ่งแวดล้อมได้กลายเป็นประเด็นสำคัญที่ทั่วโลกกังวล การป้องกันการทำลายชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกได้ดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางจากประเทศต่างๆ ทั่วโลก และได้บรรลุฉันทามติระหว่างรัฐบาลระหว่างประเทศและลงนามในข้อตกลงที่เกี่ยวข้อง
คอมเพรสเซอร์
คอมเพรสเซอร์
ในด้านการทำความเย็นและการปรับอากาศ การทำลายชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศโดย CFCS และ HCFCS รวมถึงภาวะโลกร้อนที่เกิดจากการใช้พลังงาน เป็นปัญหาที่ควรให้ความสำคัญอย่างมากในการออกแบบคอมเพรสเซอร์
อย่างที่ทราบกันดีว่าการเลือกใช้สารทำความเย็นเป็นปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อการออกแบบคอมเพรสเซอร์ที่ควรค่าแก่การคำนึงถึงเป็นอย่างมาก
เพื่อพัฒนาคอมเพรสเซอร์ใหม่โดยใช้สารทำความเย็นทางเลือก อันดับแรก นักออกแบบพบปัญหาสองประการ:
ประการแรก คอมเพรสเซอร์ต้องกำหนดปริมาณการทำงานใหม่เพื่อให้ตรงกับความต้องการแรงดันของอัตราการไหลที่แตกต่างกัน
ประการที่สอง ความเข้ากันได้ระหว่างวัสดุต่างๆ ที่สัมผัสกับสารทำความเย็นในคอมเพรสเซอร์ เช่น ยางสังเคราะห์และน้ำมันหล่อลื่น จะต้องได้รับการแก้ไข
ในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา มีการใช้สารทำความเย็นมากกว่าห้าสิบชนิด หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 นอกจากการใช้แอมโมเนียในช่วงที่มีความสามารถในการทำความเย็นสูงแล้ว เครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศเกือบทั้งหมดยังถูกครอบงำด้วยฮาโลอัลเคน CFCS และ HCFCS การทดแทน CFCS ที่ระบุในพิธีสารมอนทรีออลในปี พ.ศ. 2517 ได้รับการยอมรับในประเทศอุตสาหกรรม ในขณะที่แผนการทดแทนสาร CFCS จะเสร็จสิ้นในปี พ.ศ. 2563 สำหรับประเทศกำลังพัฒนาจะยกเลิกในปี 2010 และ 2040 ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม ในบางประเทศที่พัฒนาแล้ว พวกเขาเตรียมพร้อมที่จะทำให้สำเร็จก่อนกำหนด รูปที่ 6 แสดงฟิลด์แอปพลิเคชันและสารทดแทนที่เป็นไปได้ของ CFC-11, CFC-12, HCFC-22 และ R502 ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้กันทั่วไปในยุโรป (ด้านล่างเส้นลูกศรแนวนอน)
สารซีเอฟซี-11
CFC-11 เป็นสารทำความเย็นแรงดันต่ำที่ใช้เป็นหลักในเครื่องทำความเย็นแบบแรงเหวี่ยง และสารทดแทนการเปลี่ยนผ่านคือ HCFC-123 นอกจากนี้ HFC-245ca หรือ HFC-245fa เป็นสารทำความเย็นแรงดันต่ำเช่นกัน แต่เป็นสารทำความเย็นที่ไวไฟ ดังนั้น จึงต้องศึกษาวิธีลดการเผาไหม้และความเป็นพิษ เนื่องจากการใช้ไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับ CFC-11 และ HCFC-123 ดังนั้น องค์กรหลายแห่งจึงเปลี่ยนมาใช้ HFC-134a ในเครื่องทำความเย็นแบบแรงเหวี่ยง
สารซีเอฟซี-12
เนื่องจากการใช้งานที่หลากหลายและปัญหาการรั่วไหลในเครื่องปรับอากาศรถยนต์ CFC-12 จึงเป็นวัตถุอันดับแรกที่ควรพิจารณาใช้แทน สาร HFC-134a สามารถใช้แทนตู้เย็นในครัวเรือนและเครื่องปรับอากาศในรถยนต์ได้ HFC-134a มีความสามารถในการทำความเย็นและประสิทธิภาพคล้ายกับ CFC-12 ในช่วงอุณหภูมิปานกลางถึงสูง อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะการทำงานที่ต่ำกว่า -23 องศา จะสูญเสียความน่าดึงดูดเนื่องจากความสามารถในการทำความเย็นและประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ CFC-12 แม้ว่า HFC-134a จะมีค่า ODP เป็นศูนย์สำหรับศักยภาพในการทำลายโอโซน แต่ค่า GWP สำหรับภาวะโลกร้อนนั้นสูงถึง 1300 (ขึ้นอยู่กับค่า GWP ของ CO2) ซึ่งในระยะยาวจะส่งผลต่อการพัฒนาและ ใช้.
เอชซีเอฟซี-22
HCFC{{0}} มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องทำความเย็นเชิงพาณิชย์ เครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์และที่อยู่อาศัย และปั๊มความร้อน โดยมีค่า ODP ต่ำกว่าค่า CFC-11 และ CFC-12 มาก , เพียง 0.055. แต่ค่า GWP ค่อนข้างสูงประมาณ 1,700 ด้วยเหตุผลเหล่านี้เองที่ทำให้บางประเทศในยุโรป เช่น เยอรมนี กำลังเลิกใช้อย่างรวดเร็ว มีสารทำความเย็นผสมอยู่หลายตัวที่ใช้แทน HCFC-22 American Refrigeration Association ได้แนะนำสี่ประเภทในโปรแกรมการประเมินการเปลี่ยนสารทำความเย็น (AREP): HFC-134a, R407C, R410A และ R410B อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับอีกสามชนิดแล้ว HFC{11}}a มีความจุและความดันในการทำความเย็นต่ำกว่า และการใช้เป็นสารทำความเย็นจำเป็นต้องออกแบบระบบใหม่ครั้งใหญ่ ดังนั้น ความเป็นไปได้ในการใช้แทน HFCF-22 จึงดูเหมือนน้อยมาก แต่ความเป็นไปได้ที่จะใช้ในเครื่องทำความเย็นขนาดใหญ่ขึ้นยังคงมีอยู่ สารทำความเย็น R407C ที่ไม่ใช่ azeotropic น่าจะเป็น "ทางเลือก" ทดแทนสำหรับเครื่องจักรที่มีอยู่ เนื่องจากเป็นสารที่ใกล้เคียงกับ HCFC มากที่สุด-22 หลังจากเปลี่ยนแล้ว จำเป็นต้องมีการดัดแปลงเล็กน้อยกับอุปกรณ์ระบบ และใช้สารหล่อลื่นที่เป็นกรดเพื่อทดแทนน้ำมันแร่ นอกจากนี้ ควรให้ความสนใจกับการปรับให้เข้ากับสลิปอุณหภูมิที่มากของสารทำความเย็น (สูงถึง 5-7 องศา ) สารทำความเย็นใกล้เคียง azeotropic R410A และ R410B เป็นสารผสมสองชนิดที่มี HFCS เหมือนกัน โดยมีความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคืออัตราส่วนการผสม R410A เหมาะสำหรับเครื่องปรับอากาศขนาดเล็กแบบแยกส่วน แต่แรงดันการระเหยของมันมีค่ามากกว่า HCFC ประมาณ 1.5 เท่า-22 ดังนั้น ระบบที่ใช้สารทำงานนี้จำเป็นต้องได้รับการออกแบบใหม่ทั้งหมด ดังนั้นจึงใช้เฉพาะในระบบทำความเย็นและระบบปรับอากาศใหม่เท่านั้น การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดของระบบนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ 5 เปอร์เซ็นต์
R502
R502 ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำ AREP แนะนำทางเลือกที่เป็นไปได้สองทาง: R404A และ R507 R404A มีความสามารถในการระบายความร้อนและประสิทธิภาพใกล้เคียงกับ R502 แต่ต้องมีการทดสอบส่วนประกอบของระบบมากขึ้น โดยเฉพาะคอมเพรสเซอร์ เมื่อนำมาใช้ มีส่วนประกอบในส่วนประกอบผสมของ R507 ที่มีบทบาทในการหน่วงการติดไฟ ซึ่งมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับ R502 แต่การทดสอบความเป็นพิษยังคงดำเนินต่อไปในสหรัฐอเมริกา แต่ในยุโรปได้นำไปใช้กับอุปกรณ์ทำความเย็นของซุปเปอร์มาร์เก็ต