Exigences environnementales pour les compresseurs

Avec le développement de l'industrie, la pollution de la Terre devient de plus en plus grave, et la protection de l'environnement est devenue un enjeu important de préoccupation mondiale. La prévention de la destruction de la couche d'ozone atmosphérique et du changement climatique mondial a attiré l'attention des pays du monde entier et a atteint un consensus parmi les gouvernements internationaux, signant des accords pertinents.
compresseur
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Dans le domaine de la réfrigération et de la climatisation, la destruction de la couche d'ozone atmosphérique par les CFCS et HCFCS, ainsi que le réchauffement climatique causé par la consommation d'énergie, sont des enjeux qui doivent être fortement valorisés dans la conception des compresseurs.
Comme on le sait, la sélection des réfrigérants est l'un des nombreux facteurs qui affectent la conception des compresseurs et qui doivent être très appréciés.
Afin de développer de nouveaux compresseurs utilisant des fluides frigorigènes alternatifs, les concepteurs ont d'abord rencontré deux problèmes :
Premièrement, le compresseur doit redéfinir son volume de travail pour répondre aux exigences de pression des différents débits ;
Deuxièmement, la compatibilité entre divers matériaux en contact avec le réfrigérant dans le compresseur, tels que le caoutchouc synthétique et l'huile de lubrification, doit être abordée.
Dans l'histoire passée, plus de cinquante substances ont été utilisées comme réfrigérants. Après la Seconde Guerre mondiale, en plus de l'utilisation de l'ammoniac dans la gamme des grandes capacités de refroidissement, presque tous les domaines de la réfrigération et de la climatisation étaient dominés par les haloalcanes CFCS et HCFCS. La substitution CFCS spécifiée dans le Protocole de Montréal en 1974 a été réalisée dans les pays industrialisés, tandis que le plan de substitution HCFCS sera achevé en 2020 ; Pour les pays en développement, il sera interrompu en 2010 et 2040, respectivement. Cependant, dans certains pays développés, ils sont prêts à y parvenir plus tôt que prévu. La figure 6 montre les champs d'application et les substituts potentiels des CFC-11, CFC-12, HCFC-22 et R502, qui étaient auparavant couramment utilisés en Europe (sous la ligne fléchée horizontale).
CFC-11
Le CFC-11 est un réfrigérant basse pression principalement utilisé dans les refroidisseurs centrifuges, et son substitut de transition est le HCFC-123. De plus, le HFC-245ca ou le HFC-245fa sont également des réfrigérants basse pression, mais ils sont inflammables. Par conséquent, leurs méthodes de réduction par combustion et leur toxicité doivent être étudiées, et leur utilisation n'est pas aussi efficace que les CFC-11 et les HCFC-123. Par conséquent, de nombreuses entreprises ont opté pour l'utilisation du HFC-134a dans les refroidisseurs centrifuges.
CFC-12
En raison de sa large gamme d'applications et des problèmes de fuite dans la climatisation automobile, le CFC-12 est le premier objet à considérer comme substitut. Le HFC-134a peut être utilisé comme substitut dans les réfrigérateurs domestiques et les climatiseurs de voiture. Le HFC-134a a une capacité de refroidissement et une efficacité similaires au CFC-12 dans la plage de température moyenne à élevée. Cependant, dans des conditions de fonctionnement inférieures à -23 degrés, il perd son attrait en raison de sa capacité de refroidissement et de son efficacité inférieures à celles du CFC-12. Bien que le HFC-134a ait une valeur ODP nulle pour le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone, sa valeur GWP pour le réchauffement climatique est aussi élevée que 1300 (sur la base de la valeur GWP du CO2), ce qui, à long terme, affectera également son développement et utiliser.
HCFC-22
Le HCFC{{0}} a été largement utilisé dans la réfrigération commerciale, la climatisation commerciale et résidentielle et les pompes à chaleur, avec une valeur ODP bien inférieure à celle du CFC-11 et du CFC-12 , seulement 0,055. Mais sa valeur GWP est assez élevée, environ 1700. C'est précisément pour ces raisons que certains pays d'Europe, comme l'Allemagne, sont rapidement éliminés. Il existe déjà plusieurs fluides frigorigènes mixtes comme substituts du HCFC-22. L'American Refrigeration Association a recommandé quatre types dans son programme d'évaluation du remplacement des réfrigérants (AREP) : HFC-134a, R407C, R410A et R410B. Cependant, par rapport aux trois autres, le HFC-134a a une capacité et une pression de réfrigération inférieures, et son utilisation comme réfrigérant nécessite une refonte importante du système. Par conséquent, la possibilité de l'utiliser comme substitut du HFCF-22 semble être minime, mais la possibilité de l'utiliser dans des refroidisseurs plus grands existe toujours. Le réfrigérant non azéotropique R407C est susceptible d'être un substitut « drop in » pour les machines existantes, car il est le plus proche du HCFC-22. Après le remplacement, des modifications minimes sont nécessaires à l'équipement du système et des lubrifiants acides sont utilisés pour remplacer l'huile minérale. Il faut également veiller à s'adapter au grand glissement de température du fluide frigorigène (jusqu'à 5-7 degré ). Les réfrigérants quasi azéotropiques R410A et R410B sont deux mélanges du même HFCS, la seule différence étant le rapport de mélange. Le R410A convient aux petits climatiseurs de type split, mais sa pression d'évaporation est d'environ 1,5 fois celle du HCFC-22. Par conséquent, le système utilisant ce fluide de travail doit être entièrement repensé, il n'est donc utilisé que dans les nouveaux systèmes de réfrigération et de climatisation. La conception optimisée de ce système peut augmenter son efficacité de 5 %.
R502
Le R502 a été largement utilisé dans les systèmes de réfrigération à basse température. AREP recommande deux alternatives possibles : R404A et R507. Le R404A a une capacité de refroidissement et une efficacité similaires à celles du R502, mais il nécessite davantage de tests sur les composants du système, en particulier les compresseurs, lorsqu'il est adopté. Il existe un composant dans le composant mixte du R507 qui joue un rôle ignifuge, qui a des performances similaires à celles du R502, mais les tests de toxicité sont toujours en cours aux États-Unis ; Mais en Europe, il a été appliqué aux équipements de réfrigération des supermarchés.