wykład 5: 1.04
TRANSCRIPT
Katedra Klimatyzacji i Transportu Chłodniczego
prof.. dr hab. inż. Bogusław Zakrzewski
Przedmiot: Substancje kontrolowane
Wykład 5: 1.04.2014
Czynniki chłodnicze - klasyfikacja,
wskaźniki oceny ekologicznej GWP,
TEWI; wykrywanie nieszczelności
Czynniki chłodnicze:
• substancje jednorodne: R717 (NH3), R12, R22, R134a,
• mieszaniny zeotropowe: R401, R409, R404A, R407C,
R410A
• mieszaniny azeotropowe: R502, R507, R508
- Wielkości wyjściowe do obliczeń obiegu chłodniczego:
rozwiązanie instalacji; jednostopniowe, z regeneracja....
- to - po, tk - pk ;
- tkspr < 120oC
- Qo ; Vsk
Dp = po - pk ;
- Pk / po < 8
Określenia
1. Czynnik chłodniczy- ziębnik- medium przenoszące ciepło w obiegu
chłodniczym, które absorbuje ciepło przez odparowanie w niższej temperaturze i
niższym ciśnieniu i oddaje ciepło przez kondensację w wyższej temperaturze i
wyższym ciśnieniu
2. Związek chemiczny-jednorodna substancja o stałym składzie i stałych
własnościach zbudowana z atomów dwóch lub więcej pierwiastków
3. Węglowodór- związek zawierający tylko pierwiastki węgla i wodoru
4. Chlorowcopochodna węglowodoru- węglowodór, w którym jeden lub więcej
atomów wodoru zostąło zastąpionych atomem chlorowca (np.. Fluorem,
bromem, chlorem, jodem)
5. Izomer - jeden z grupy związków mających identyczny wzór cząsteczkowy, lecz
różny układ atomów w cząsteczce lub różne konfiguracje przestrzenne
poszczególnych grup
6. Mieszanina - ciało składające się z dwóch lub więcej substancji zachowujących
swoje cechy indywidualne zmieszanych w dowolnym stosunku wagowym
7. Mieszanina azeotropowa czynników chłodniczych - mieszanina czynników,
których fazy gazowa i ciekła w danej temperaturze wykazują identyczny skład
8. Mieszanina zeotropowa - mieszanina czynników, których fazy gazowa i ciekła
w danej temperaturze wykazują różny skład nieizotermiczne procesy wrzenia i
skraplania
Systematyka czynników chłodniczych
CFC – (chloro-fluoro-carbons) – określa te pochodne węglowodorów,
które są w pełni halogenowe. Przykłady: R 11, R 12
HCFC – (hydro-chloro-fluoro-carbons) – określa nie w pełni halogenowe
pochodne węglowodorów. Przykłady: R 22, R 123
HFC – (hydro-fluoro-carbons) – określa te pochodne węglowodorów
które są nie w pełni halogenowe a zarazem nie zawierają w swoim
składzie atomów chloru lub bromu. Przykłady: R 134a, R 227ea
FC – (fluoro-carbons) – pochodne węglowodorów, w których wszystkie
atomy wodoru zastąpiono atomami fluoru. Przykłady: R 218
HC – skrót oznaczający węglowodory. Są to płyny naturalne i dlatego
uważa się je za najbardziej ekologiczne czynniki chłodnicze.
Przykłady: R 290, R 600a
Wskaźniki ekologiczne
ODP - Ozone Depleting Potential
GWP- Global Warming Potential
TEWI- Total Equivalent Warming Impact
ODP and GWP
• ODP: Ozone Depleting Potential
ODP danej substancji określa jako stosunek globalnej utraty
ozonu ze względu na daną substancję do globalnej straty ozonu
ze względu na CFC-11 o tej samej masie
• GWP: Global Warming Potential
GWP jest miarą tego, ile masa danych gazów cieplarnianych
przyczynia się do globalnego ocieplenia. To jest względem
skali, która porównuje dany gaz z dwutlenkiem węgla o tej
samej masie (którego GWP jest umownie równe 1). GWP
oblicza się w określonym przedziale czasu
Total Equivalent Warming Impact (TEWI)
TEWI jest sumą bezpośredniej (chemicznej) oraz pośredniej
(energii) emisji gazów cieplarnianych z działania lub
stosowania CFC lub fluorowęglowych systemów użytku
codziennego. TEWI została oszacowana dla każdego z
rozwiązań, w tym nie chemicznych alternatyw dla każdego z
głównych obszarów zastosowań: urządzeń chłodniczych,
klimatyzacyjnych, izolacji i rozpuszczalników czyszczących
TEWI = GWP L n + GWP m (1-f) + n E z
Składniki wskaźnika TEWI
TEWI = GWP L n + GWP m (1-f) + n E z
Where :
GWP - refrigerant capacity factor to global warming with reference to the CO2[-](zdolność czynnika ziębniczego do ocieplenia ziemi odniesiona do CO2)
L - emission factor to air [kg/year],(emisja czynnika do atmosfery [kg/rok])
n - operation time [years],(czas działania urządzenia [lata])
m - filling installation of refrigerant [kg],(napełnienie instalacji ziębnikiem [kg])
f - dimensionless number of assessment the degree of recovery [-],(liczba bezwymiarowa oceniająca stopień odzysku)
E - energy consumption by the device during the year (E = N x tr), [kWh],(zużycie energii przez urządzenie w ciągu roku)
z - CO2 emissions per unit of energy conversion [kgCO2/kWh],(emisja CO2 na jednostkę energii przeliczeniowej)
N - power of heat pump [kW],(moc napędowa pompy ciepła)
tr - annual working time [h].(roczny czas pracy)
Tablica 3. Zastosowanie czynników chłodniczych
Tablica 4. Właściwości fizyczne niektórych czynników chłodniczych
Wykrywanie nieszczelności instalacji chłodniczych:
Przyrządy - czułość wycieku :
30 g/rok – 5g/rok – 0,1 g/rok
obserwacje wizualne – wycieki oleju na połączeniach
rozłącznych,
obserwacje wizualne – zmiany koloru piany testowej w miejscu
wycieku,
- lampy halonowe zmiany barwy płomienia w miejscu wycieku
freonu,
- przyrządy elektroniczne różnych typów– tam gdzie są wycieki-
tam będzie silny sygnał dźwiękowy / optyczny lub wskazania.
Czułość wycieku : 10-30 g/rok
Literatura:
• PN-90/M-4611 Chłodnictwo. Oznaczenia
umowne czynników chłodniczych
• ...
• Solkane 6.01 program obliczeniowy
• PN-EN-378
• Norma ISO 817 – Organic Refrigerants –
Number Designations