ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ АГЕНТОВ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ТЕХНИКЕ

 Цель. Определение перспектив применения различных холодильных агентов, а также потенциал их взаимозаменяемости в низкотемпературной технике исходя из условий Кигалийской поправки к Монреальской конференции.

Метод. Произведено компьютерное моделирование процессов теплообмена на основе общепринятых зависимостей и получены данные для построения характеристик элементов холодильной машины.

Результат. R717 и R410A рекомендованы для использования в средне- и низкотемпературных машинах. Холодильный агент R32 - в высокотемпературных холодильных машинах, особенно, в аппаратах с медными оребренными трубами. Низкое паросодержание хладона R32 препятствует образованию «запаривания» верхних слоёв пучка труб, что приводит к повышению уровня холодильного агента в испарителе и увеличению площади рабочей области трубного пучка испарителя. Для R32 необходимо провести дополнительные исследования по поиску его альтернативной замены. Наиболее высокие значения коэффициента теплоотдачи получены при работе на  холодильных агентах R410А и R717.

Вывод. С помощью реализованных алгоритмов возможно получать характеристики элементов парокомпрессорной холодильной машины в широком диапазоне изменения температур кипения и конденсации с учетом различных факторов и процентного состава смесевого рабочего вещества, что весьма актуально при переводе машин на альтернативные холодильные агенты. 

1. Хозяинова Е.Л. Охрана Озонового слоя: Россия и Европа // Академия педагогических идей Новация. Серия: Студенческий научный вестник. 2017. №2. С. 12-39.

2. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. Посткиотские тенденции и синдромы устойчивого развития техники низких температур. //Холодильный бизнес. 2015. № 3. С. 22-27.

3. Zhuli Sun, Qifan Wang и др. Energy and exergy analysis of low GWP refrigerants in cascade refrigeration system. Energy 170 (2019), 1170 – 1180

4. Mota-Babiloni A, Makhnatch P, Khodabandeh R. Recent investigations in HFCs substitution with lower GWP synthetic alternatives: focus on energetic performanceand environmental impact. Int J Refrig 2017;82:288e301.

5. Lee SJ, Shon BH, Jung CW, Kang YT. A novel type solar assisted heat pump using a low GWP refrigerant (R1233zd(E)) with the flexible solar collector. Energy 2018;149:386e96.

6. Boyaghchi FA, Chavoshi M, Sabeti V. Optimization of a novel combined cooling, heating and power cycle driven by geothermal and solar energiesusing the water/CuO (copper oxide) nanofluid. Energy 2015;91:685e99.

7. Harby K. Hydrocarbons and their mixtures as alternatives to environmental unfriendly halogenated refrigerants: an updated overview. Renew SustainEnergy Rev 2017;73:1247e64.

8. Yari M, Mahmoudi SMS. Thermodynamic analysis and optimization of novel ejector-expansion TRCC (transcritical CO2) cascade refrigeration cycles (Novel transcritical CO2 cycle). Energy 2011;36(12):6839e50.

9. Gullo P, Elmegaard B, Cortella G. Advanced exergy analysis of a R744 booster refrigeration system with parallel compression. Energy 2016;107:562e71.

10. Бабакин Б.С., Воронин М., Белозеров А.Г., Бабакин С.Б., Данилин В.И. Хладагенты и их воздействие на окружающую среду // Молочная промышленность. 2016. №6. С.12-14.

11. Испаритель затопленного типа: А.С. №1143945 / Мизин В.М., Малявко Д.П., Сысоев В.Л. и др.; ЛТИХП и Черкасский завод холодильного машиностроения–№3551155/23–06;заявл. 09.02.83;опубл. 07.03.85., Бюл. №9(72).

12. Мизин В.М., Цветков А.А. Инновационные методы повышения эффективности существующих типов кожухотрубных аппаратов // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Холодильная техника и кондиционирование. 2014. №3. С. 71-77.

13. Братуа Э.Г., Шерстюк В.Г.Основные аспекты комплексного подхода к расширению применения аммиака в холодильной промышленности // Интернет-газета Холодильщик.RU. 2009.№ 3(51).

14. Zahid H. Ayub Current and future prospects of enhanced heat transfer in ammonia systems //International Journal of Refrigeration. 2008. № 31(4). Р.652-657.

15. Татаренко Ю.В. Введение в математическое моделирование характеристик паровых компрессорных холодильных машин. СПб.:Университет ИТМО, 2015.100 с.

16. Маркова К.М., Татаренко Ю.В. Математическая модель паровой холодильной машины, работающая на различных рабочих веществах // VII Международная научно-техническая конференция «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Cанкт-Петербург,17–20 ноября 2015 г.): Материалы конференции. 2015. Часть 1. С. 175-178.

17. Мизин В.М. Влияние гидродинамических условий на кипение различных рабочих веществ в испарителях затопленного типа // VII Международная научно-техническая конференция «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Cанкт-Петербург,17–20 ноября 2015 г.): Материалы конференции. 2015.Часть 1.С. 165-168.

18. Малышев А. А., Мамченко В. О., Мизин В.М. , Потанина А.В., Девятов Т.И., Прошин С. И. Перспективные типы испарителей холодильных машин//Вестник МАХ. 2013. №2 (47). С. 13-19.

19. Сiconkov R. Refrigeration: Solved Examples, Skopje, 2016.280 p.

20. Kakac S. Heat exchangers: selection, rating, and thermal design. Taylor Francis Inc, United States, 2012. 491 р

21. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. Книга по требованию, 2012. 415с.

22. Вolaji B.O., AkintaroA.O., Alamu O.J., Olayanju, T.M.A Design and performance of a cooler refrigeration system working with ozone friendly refrigerant//The Open Thermodynamics Journal.2012. №6. pp. 25-32.