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