Як виглядатиме майбутнє кондиціювання повітря?

Як виглядатиме майбутнє кондиціювання повітря?

23.11.2018 / Опубліковано в Новини індустрії

Сполучені Штати: Розробка високошвидкісного компресора, що працює на холодильному агенті з низьким тиском, може означати незаймисте майбутнє для кондиціонерної галузі з низьким показником Потенціалу Глобального Потепління GWP.

Американський виробник кондиціонерів Carrier розробив прототип високошвидкісного гвинтового компресора і випробував його з новим незаймистим гідрофторолефіновим холодоагентом з низьким робочим тиском в якості потенційного довготермінового рішення для систем кондиціювання повітря.

Оскільки світ рухається у бік холодильних агентів з низьким показником GWP, кондиціонерна галузь залишається, в значній мірі, в стані самопливу без будь-якої довготермінової незаймистої альтернативи для робочої рідини R410A у панівному ринковому сегменті кліматичних систем прямого розширення.

Холодоагент R32, разом із нещодавно оголошеним R466A виробництва Honeywell, пропонують варіант із зниженим показником GWP близько 700, що робить їх екологічно небезпечними у довгостроковій перспективі. Галузеві експерти стверджують, що в умовах глобального витіснення з ринку гідрофторвуглеців, середній показник Потенціалу Глобального Потепління GWP має становити приблизно 400.

До того ж, згідно з розповсюдженим раніше твердженням, окрім CO2, будь-який потенційний довготерміновий холодоагент з низьким показником GWP матиме певну ступінь займистості, що не відповідає існуючим та запропонованим стандартам та будівельним нормам для всіх типів обладнання, за винятком невеликих систем кондиціонування повітря прямого розширення.

У той час як більша частина поточних робіт зберігається в таємниці, виробники та розробники холодоагентів працюють над можливістю використання гідрофторолефінових холодоагентів з низьким тиском з високошвидкісними компресорами.

Гідрофторолефіни пропонують надзвичайно низький рівень GWP, а деякі, як то робоча суміш R1233zd, є незаймистими за нормальних умов експлуатації. Холодильний агент R1233zd вже був впроваджений та підтверджений виробниками холодильних машин як альтернатива застосуванню озоноруйнуючого R123 у системах з низьким тиском.

Однак існують серйозні перешкоди для бажаючих використовувати ці холодоагенти в кондиціонерах повітря. Існуючі спіральні або ротаційні технології можуть бути непридатними для застосування в таких низькощільних холодоагентних системах, оскільки потрібно буде суттєве збільшення об'ємних витрат для відповідності охолоджувальній здатності робочої рідини R410A.

Міні-гвинт

Американський виробник Carrier розкрив деякі подробиці того, що компанія називає Mini Screw – нещодавно розроблений прототипний гвинтовий компресор, шо використовує новий роторний дизайн та високошвидкісний двигун з постійними магнітами для досягнення об'ємних витрат 19,8 л/с.

Гвинтові компресори оптимальніше підходять для аплікацій з великими об'ємними витратами, але це вимагає повного перепроектування та виготовлення компресора саме для типових кондиціонерних проектів на холодоагенті R410A.

За словами Carrier, відсутність компонентів, що спричиняють дисбаланс, як то поршні, противаги, запобіжні клапани, олдгемні кільця, лопаті, тощо, забезпечує гвинтовому компресору очевидні переваги, зокрема на великих швидкостях.

Деталі розробки та випробування компресора були представлені в звіті інженерів компанії Masao Akei, Vishnu Sishtla та Scott MacBain під назвою Mini Screw: розробка компактного компресора з високим показником CFM (ft3/min) для холодильних агентів з низьким тиском та низьким показником Потенціалу Глобального Потепління GWP категорії A1 на 10-й Міжнародній Конференції з Гвинтових Машинах у вересні у Німеччині.

Холодильний агент

Вибір холодоагенту для випробувань виявився несподіванкою. Раніше повідомлялось, що зазначені вище тести проводилися неназваними виробниками на гідрофторолефіні 1233zd компанії Honeywell, але в цьому конкретному випадку Carrier працював з холодоагентною розробкою продуцента Chemours, відомою як DR-12.

Видання Cooling Post вважає, що DR-12 є гідрофторолефіном 1336mzz (E). До теперішнього часу небагато уваги було приділено цьому холодоагенту, що за ринковою інформацією є незаймистим і нетоксичним, та проходить наразі процес класифікації Асоціацією ASHRAE.

Проте, холодоагент 1336mzz(E) не слід плутати з його ‘побратимом’ 1336mzz(Z). Незважаючи на ту ж саму молекулу в основі, вона має інше розташування атомів, що впливає на його характеристики. Обидва холодоагенти розглядаються для потенційні кандидати для застосування у високотемпературних теплових насосах та системах на органічному циклі Ренкіна. R1336mzz(Z) також вже використовується як основний компонент у холодоагенті R514A – заміннику робочої суміші R123 в чиллерах.

Гідрофторолефін 1336mzz(E) є менш відомим, його критична температура 137,7°С, температура кипіння 7,5°С. Також відомо, що його показник GWP дорівнює 32 (або 18 за класифікацією ARP5).

Carrier також стверджує, що 1336mzz(E) потребує лише 7-кратного збільшення об'ємних витрат для відповідності показнику продуктивності R410A, у порівнянні з 10-кратним збільшенням у випадку з холодоагентом 1233zd.

Окремі тести, проведені виробником Chemours за температури 175°С, показали, що 1336mzz(E) є дуже стабільним та сумісним з синтетичним мастилом, а також з такими металами як алюміній, мідь та сталь.

Компресор

Прототипний компресор Carrier був розроблений для потужності 17,6 кВт за 11000 обертів на хвилину та 4,4 кВт за 2500 обертів на хвилину, що було досягнуто в корпусі, аналогічним за розміром існуючих компресорів на холодоагенті R410A.

Тести виконувалися у жорсткій відповідності до стандарту випробувань компресорів 23.1 Асоціації ASHRAE, і повідомляється, що компресор було працював протягом більш ніж 800 годин без будь-яких проблем.

Наразі тривають тільки перші дні випробувань цієї технології, і, хоча початкові показники не досягли рівня існуючих компресорів на холодоагенті R410A, розрив становив лише 4-11%. Інженери Carrier впевнені, що зможуть перевершити компресор на R410A з подальшою оптимізацією підшипників, двигуна, мастила, газового тракту, тощо.

Постійний розвиток

Підчас спілкування, виробник Chemours не зміг підтвердити або заперечити нашу інформацію, а також ідентифікувати робочу суміш DR-12. Зокрема, Joe Martinko, глобальний комерційний директор напрямку Opteon компанії Chemours, підкреслив: "Ми дуже задоволені відгуками, отриманими з ринку щодо DR-12, це продукт є надзвичайно стабільний та продуктивний у широкому спектрі застосувань, включаючи теплопередачу Ми з нетерпінням чекаємо на продовження процесу розробки та тестування цього унікального рішення".

Робота компанії Carrier триває і ринок сподівається почути більше інформації від інших виробників, що поєднуватимуть високошвидкісні компресори з холодоагентами з низьким робочим тиском у майбутньому.

Джерело: COOLINGPOST / Переклад: ЛІКОНД

Отримайте інформаційну підримку дістріб`ютора

Знайдіть дилера в вашому регіоні, отримайте умови продажу, сервісу та обслуговування

Завантажте актуальні каталоги обладнання Daikin

Глобальний ринок систем VRF у 2019-2023 роках: зростання кількості партнерств та спільних підприємств

Читати далі