Requisitos ambientales para compresores

Con el desarrollo de la industria, la contaminación de la Tierra es cada vez más grave y la protección del medio ambiente se ha convertido en un tema importante de preocupación mundial. La prevención de la destrucción de la capa de ozono atmosférico y el cambio climático global ha atraído la atención de países de todo el mundo y ha logrado consenso entre los gobiernos internacionales, firmando acuerdos relevantes.
compresor
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En el campo de la refrigeración y el aire acondicionado, la destrucción de la capa de ozono atmosférico por los CFC y HCFCS, así como el calentamiento global provocado por el consumo energético, son cuestiones que deben ser muy valoradas en el diseño de compresores.
Como es bien sabido, la selección de refrigerantes es uno de los muchos factores que afectan el diseño del compresor que debe ser muy valorado.
Para desarrollar nuevos compresores utilizando refrigerantes alternativos, los diseñadores se encontraron primero con dos problemas:
En primer lugar, el compresor debe redefinir su volumen de trabajo para cumplir con los requisitos de presión de diferentes caudales;
En segundo lugar, debe abordarse la compatibilidad entre varios materiales en contacto con el refrigerante del compresor, como el caucho sintético y el aceite lubricante.
En la historia pasada, se han utilizado más de cincuenta sustancias como refrigerantes. Después de la Segunda Guerra Mundial, además del uso de amoníaco en el rango de gran capacidad de enfriamiento, casi todos los campos de refrigeración y aire acondicionado estaban dominados por haloalcanos CFCS y HCFCS. La sustitución de CFCS especificada en el Protocolo de Montreal en 1974 se ha realizado en países industrializados, mientras que el plan de sustitución de HCFCS se completará en 2020; Para los países en desarrollo, se suspenderá en 2010 y 2040, respectivamente. Sin embargo, en algunos países desarrollados están preparados para lograrlo antes de lo previsto. La Figura 6 muestra los campos de aplicación y los sustitutos potenciales de CFC-11, CFC-12, HCFC-22 y R502, que anteriormente se usaban comúnmente en Europa (debajo de la línea de flecha horizontal).
CFC-11
CFC-11 es un refrigerante de baja presión utilizado principalmente en enfriadores centrífugos, y su sustituto de transición es HCFC-123. Además, HFC-245ca o HFC-245fa también son refrigerantes de baja presión, pero son inflamables. Por lo tanto, es necesario estudiar sus métodos de reducción de combustión y toxicidad, y su uso no es tan eficiente como los CFC-11 y HCFC-123. Por lo tanto, muchas empresas han pasado a usar HFC-134a en enfriadores centrífugos.
CFC-12
Debido a su amplia gama de aplicaciones y problemas de fugas en el aire acondicionado automotriz, CFC-12 es el primer objeto a considerar como sustituto. El HFC-134a se puede utilizar como sustituto en refrigeradores domésticos y acondicionadores de aire para automóviles. HFC-134a tiene una capacidad de enfriamiento y una eficiencia similar a la de CFC-12 en el rango de temperatura media a alta. Sin embargo, en condiciones de funcionamiento por debajo de -23 grados, pierde su atractivo debido a su menor capacidad de refrigeración y eficiencia en comparación con CFC-12. Aunque el HFC-134a tiene un valor ODP de cero para el potencial de agotamiento del ozono, su valor GWP para el calentamiento global es tan alto como 1300 (basado en el valor GWP del CO2), lo que a la larga también afectará su desarrollo y usar.
HCFC-22
HCFC{{0}} se ha utilizado ampliamente en refrigeración comercial, aire acondicionado comercial y residencial y bombas de calor, con un valor ODP mucho más bajo que el de CFC-11 y CFC-12 , solo 0.055. Pero su valor de GWP es bastante alto, alrededor de 1700. Es precisamente por estas razones que algunos países de Europa, como Alemania, se están eliminando rápidamente. Ya existen varios refrigerantes mixtos como sustitutos de los HCFC-22. La American Refrigeration Association ha recomendado cuatro tipos en su programa de evaluación de reemplazo de refrigerantes (AREP): HFC-134a, R407C, R410A y R410B. Sin embargo, en comparación con los otros tres, el HFC-134a tiene menor capacidad de refrigeración y presión, y su uso como refrigerante requiere un importante rediseño del sistema. Por lo tanto, la posibilidad de usarlo como sustituto del HFCF-22 parece ser mínima, pero aún existe la posibilidad de usarlo en enfriadores más grandes. Es probable que el refrigerante no azeotrópico R407C sea un sustituto "directo" para las máquinas existentes, ya que es el más cercano a los HCFC-22. Después del reemplazo, se requieren modificaciones mínimas en el equipo del sistema y se utilizan lubricantes ácidos para reemplazar el aceite mineral. También se debe prestar atención a la adaptación al gran deslizamiento de temperatura del refrigerante (hasta 5-7 grados). Los refrigerantes casi azeotrópicos R410A y R410B son dos mezclas del mismo JMAF, con la única diferencia de la relación de mezcla. El R410A es adecuado para acondicionadores de aire pequeños tipo split, pero su presión de evaporación es aproximadamente 1,5 veces mayor que la de los HCFC-22. Por lo tanto, el sistema que utiliza este fluido de trabajo debe rediseñarse por completo, por lo que solo se usa en nuevos sistemas de refrigeración y aire acondicionado. El diseño optimizado de este sistema puede aumentar su eficiencia en un 5 por ciento.
R502
R502 ha sido ampliamente utilizado en sistemas de refrigeración de baja temperatura. AREP recomienda dos posibles alternativas: R404A y R507. El R404A tiene una capacidad de enfriamiento y eficiencia similar al R502, pero requiere más pruebas de los componentes del sistema, especialmente los compresores, cuando se adopta. Hay un componente en el componente mixto de R507 que juega un papel retardante de llama, que tiene un rendimiento similar al R502, pero las pruebas de toxicidad aún están en curso en los Estados Unidos; Pero en Europa, se ha aplicado a los equipos de refrigeración de los supermercados.