Результаты исследования углеводородных хладагентов

Углеводородные хладагенты: оптимальны для работы с холодильными установками при сверхнизких температурах

Новое исследование, проведенное в Университете штата Вашингтон, показало, что углеводородные хладагенты являются наиболее эффективными для работы холодильных систем, работающих при сверхнизких температурах от -40^оС до -80^оС. Это исследование было проведено для определения оптимальных параметров работы холодильных параметров работы холодильных установок, используемых для хранения вакцин и других продуктов, требующих сверхнизких температур.

В ходе исследования было обнаружено, что углеводородные хладагенты, такие как фреон и пропан, обладают высокой эффективностью при работе с холодильными системами, работающими при сверхнизких температурах. Кроме того, углеводородные хладагенты имеют более низкую стоимость по сравнению с другими хладагентами, такими как иммиак и диоксид углерода.

В исследовании рассмотрены различные конфигурации систем охлаждения, такие как автоматическое каскадное охлаждение, каскадые, многоступенчатые и воздушные системы. Они оцениваются с использованием различных газов, таких как этан (R170), этилен (R 1150), пропан (R290) и аммиак (R717). Также анализировались смеси газов, такие как R744/R290 и R744/R1150. Исследование направлено на улучшение эффективности и экономичности систем охлаждения в различных условиях и приложениях.

Для хранения вакцин требуется температура не выше - 70^оС (-94^оF), что требует использования специальных морозильных камер. Исследование показало, что наиболее эффективными для таких камер являются углеводороды, такие как R170 и R290, которые используются в системах ACR, CRSи  ARC. Эти системы позволяют снизить энергопотребление и улучшить эффективность использования энергии в морозильных камерах для хранения вакцин.

Система ACR (абсорбционно-компрессионная холодильная система), использующая смесь R1150/R600 или R1150/R290 в качестве хладагента, может достигать коэффециента сжатия (КС) от 0,4 до 0,5 при температуре конденсации -80^оС (-112 ^оF) для маленьких холодильников с мощностью охлаждения менее 1кВт. Это связано с тем, что смесь R1150/R600  имеет более высокую температуру кипения по сравнению с R600, что позволяет достигать более высокой температуры кипения при низкой теипературе конденсации.

Для сравнения, две другие смеси R744/R290 и R170/R290 были оценены при аналогичной температуре конденсации (15^оС или 59^оF). Они достигли КС 0.303 и 0.326, соответственно, что является более низким значением по сравнению с системой на основе R1150/R600.

Таким образом, система ACR на основе смеси R1150/R600  может  быть более эффективной при низких температурах конденсации, что делает ее предпочтительной для использования в маленьких холодильниках с низкой мощностью охлаждения.

ARC  предлагает СОР около 0.4 при температуре -70^оС, что делает его подходящим для больших мощностей. Для сравнения конфигурации CRS, использующие смеси R744/R1150 и R744/R170, для низкотемпературной цепи и R290  для высокотемпературной цепи, достигли СОР от 1.2 до 1.3, уравновешивая скользящую температуру и безопасность, минимизируя риск воспламеняемости.

CRS (Carbon Dioxide Refrigeration System) и ARC (Air-Conditioning Refrigerant являются жизнеспособными альтернативами для увеличения охлаждающих мощностей, а использование углеводородов в качестве высокотемпературного хладагента обеспечивает наилучшую производительность.

Исследование "Ультранизкотемпературные холодильные установки: обзор и сравнительный анализ характкристик хладагентов и конфигураций" было проведено группой исследователей Норвежского университета наук и технологий, в которую входили Йорс Аллуш и генеральный директор Международного института холода (IIR).

В ходе исследования были рассмотрены различные типы холодильных систем, которые могут использоваться для охлаждения продуктов, а также их характеристики и особенности. Особое внимание было уделено хладагентам, используемым в этих системах.

В результате исследования было установлено, что наиболее эффективным хладагентами для ультранизкотемпературных холодильных установок являются аммиак и фреон. Однако, фреон имеет более высокую стоимость и требует более сложной системы очистки, чем аммиак.

Также были рассмотрены различные конфигурации холодильных систем, такие как моноблочные и сплит-системы. Было установлено, что моноблочные системы имеют более высокую производительность, но они более сложны в установке и обслуживании. Сплит-системы, напротив, более просты в установке и обслуживании, но имеют меньшую производительность.

Кроме того, в исследовании были рассмотрены различные методы охлаждения, такие как воздушное охлаждение и жидкостное охлаждение. Было установлено, что жидкостное охлаждение является более эффективным, но требует более сложной системы трубопроводов и насосов.

Исследование также показало, что выбор хладагента и конфигурации холодильной системы зависит от конкретных требований к охлаждению и бюджетным ограничениям. Таким образом, выбор оптимальной конфигурации и хлалагента должен основываться на анализе конкретных условий и требований проекта.