CC BY
23
УДК 621.574
Перевод холодильных центробежных машин
и компрессорного оборудования на озонобезопасные хладагенты в Беларуси
Д. А. АКУЛИЧ1, д-р техн. наук Б. Д. ТИМОФЕЕВ2
[email protected], [email protected]
ООО «Центр озонобезопасных технологий»
Приведены сведения о ретрофите турбокомпрессорного оборудования типа 10ТХМВ-4000-2 с хладагента R12 на азеотропную смесь R142b/RC318 (0,42/0.58) без замены холодильного минерального масла. В холодильном оборудовании фирмы TRANE типа CVGD-39 ретрофит хладагента R12 был рассмотрен в двух вариантах: на R134a и озонобезопасную смесь Экохол (0,05R600a/0,95R134a). На первом этапе был использован R134a с синтетическим маслом. В данной работе озонобезопасная смесь Экохол (0,05R600a/0.95R134a) предлагается для ретрофита холодильного оборудования без замены холодильного минерального масла, но с предварительной проверкой ее работоспособности на экспериментальном стенде.
Ключевые слова: перевод холодильного оборудования на озонобезопасные хладагенты, хладагент типа Экохол, минеральное и синтетическое холодильное масло.
Информация о статье:
Поступила в редакцию 26.01.2017, принята к печати 15.05.2017 DOI: 10.21047/1606-4313-2017-16-2-50-52 Язык статьи — русский Для цитирования:
Акулич Д. А., Тимофеев Б. Д. Перевод холодильных центробежных машин и компрессорного оборудования на озонобезопасные хладагенты в Беларуси // Вестник Международной академии холода. 2017. № 2. С. 50-52.
Retrofitting centrifugal refrigerating machines and compressors to HFC refrigerants in Belarus
D. A. AKULICH1, D. Sc. B. D. TIMOFEEV2
'[email protected], [email protected]
LLC Center of Ozone-safe Technologies
The article deals with retrofitting turbomachinery of 10ТХМВ-4000-2 type from R12 refrigerant to R142b/RC318 (0.42/0.58) to azeotrope mixture without changing mineral oil. Refrigeration equipment of CVGD-39 type by TRANE company was used to retrofit R12 to R134 and to Jekohol HFC mixture (0.05R600a/0.95R134a). R134 with synthetic oil was used at the first stage. Jekohol HFC mixture (0.05R600a/0.95R134a) was proposed to retrofit refrigeration equipment without changing mineral oil, its applicability being checked experimentally.
Keywords: the retrofit of refrigeration equipment to HFC refrigerants, refrigerant of Jekohol type, mineral and synthetic refrigeration oil.
Article info:
Received 26/01/2017, accepted 15/05/2017 DOI: 10.21047/1606-4313-2017-16-2-50-52 Article in Russian For citation:
Akulich D. A., Timofeev B. D. Retrofitting centrifugal refrigerating machines and compressors to HFC refrigerants in Belarus.
VestnikMezhdunarodnoi akademii kholoda. 2017. No 2. p. 50-52.
В Республике Беларусь, в рамках принятых обязательств по защите озонового слоя Земли, выполняются мероприятия и по ускоренному выводу из обращения озоноразрушающих веществ (ОРВ).
В 2000 г. для МПО «ХИМВОЛОКНО», после детального изучения работы холодильного оборудования типа
10 ТХМВ-4000-2 на хладагенте Я12 при производстве химволокна, был изготовлен и внедрен смесевой хладагент Экохол-2. Это азеотропная смесь Я142Ь/ЯС318 с массовым соотношением компонентов 42:58 [1, 2]. При этом не требовалась замена минерального холодильного масла [3].
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ
51
На УП «Завод полупроводниковых приборов» в тур-бокомпрессорном оборудовании фирмы TRANE типа CVGD-39 для замены хладагента R12 был рассмотрен R134a и разработаны новые озонобезопасные смесевые хладагенты: 0,1R125/0,9R134a, 0,05R125/0,95R134a, 0,05R600a/0,95R134a и 0,05R125/0,9R134a/0,05R600a.
По результатам анализа расчетов холодильного термодинамического цикла для ретрофита были предложены R134а и смесь типа Экохол (0,05R125/0,95R134a).
В таблице представлены технические параметры холодильной машины фирмы «TRANE» типа CVGD-39 на хладагентах R12, R134a и смеси Экохол (0,05R600a/0,95R134a).
Из таблицы следует, что хладагент R134a и смесь 0,05R600a/0,95R134a по отношению к хладагенту R12:
— увеличивают холодопроизводительность оборудования Q на 1,7 и 5,3%, соответственно;
— увеличивают теплопроизводительность конденсатора Q на 2,1 и 6,3 %, соответственно;
— повышают потребляемую мощность на привод компрессора N на 3,9 и 11,0 %, соответственно, что ниже паспортного значения N = 325 кВт;
— снижают холодильный коэффициент цикла £ на 6,4 и 8,4 %, соответственно;
— число Маха Mu (1) для турбокомпрессора находится в допустимом интервале величин 1,2-1,4 [4].
Указанные в таблице технические параметры холодильной машины фирмы «TRANE» типа CVGD-39 на хладагентах R134a и смеси 0,05R600a/0,95R134a получены по результатам теоретических расчетов с использованием программ [5]. Также имеется согласованность с паспортными данными холодильной машины фирмы «TRANE» типа CVGD-39 на хладагенте R12.
На первом этапе холодильная машина фирмы «TRANE» типа CVGD-39 была переведена на R134a c заменой минерального холодильного масла на синтетическое.
Возможен и перевод холодильной машины фирмы «TRANE» типа CVGD-3 на озонобезопасную смесь Экохол (0,05R600a/0,95R134a) без замены холодильного минерального масла. Однако это требует экспериментальной проверки на стенде. Такие исследования проводились в ГНУ «ОИЭЯИ-Сосны» НАН Беларуси на те-плонасосном стенде ТН-10М с озонобезопасной смесью Экохол (0,05R600a/0,95R134a) с использованием холодильного минерального масла. Главной проблемой использования указанных выше новых озонобезопасных хладагентов в холодильном оборудовании является не только совместимость хладагента с маслом, но и его возврат в картер компрессора, поскольку в рабочем контуре всегда циркулирует рабочее вещество хладагент-масло [6-8].
Для ПО «ПОЛИМИР» проведены расчеты по переводу холодильного оборудования типа ХТМФ-248-4000 с хладагента R12 на смесь R22/R218 c массовым соотношением компонентов 6:4 [9]. При этом необходима замена минерального холодильного масла на синтетическое с соблюдением технологии промывки холодильного контура. Выполненная работа была использована заказчиком для обоснования покупки нового холодильного адсорбционного бромисто-литиевого агрегата.
В рефрижераторных секциях вагонного депо г. Мо-лодечно с холодильным оборудованием типа ВР18х2-1-2 для замены смесевого хладагента С10М1 по ТУ 2412-003-32837395-98 был предложен озонобезопасный хладагент группы HFC Экохол 1 (0,8R125/5,7R600a/ 93,5R134a).
Для смесевых хладагентов группы HFC, в состав которых входит углеводород R600a, возможно применение холодильного минерального масла в компрессорном оборудовании. Это явилось обоснованием для разработки и исследования таких хладагентов с про-
Технические параметры холодильной машины фирмы «TRANE» типа CVGD-39 на хладагентах R12, R134a и смеси Экохол (0,05R600a/0,95R134a)
Параметр Обозначение R12 R134a 0,05R600a/0,95R134a
Молекулярная масса ММ, кг/кмоль 120 102,03 98,318
Объемная производительность турбокомпрессора V, м3/ч 1948 1948 1948
Удельная объемная холодопроизводительность цикла кДж/м3 2089 2123 2200
Удельная массовая холодопроизводительность цикла до, кДж/кг 138,3 140 139,48
Удельная работа на сжатие хладагента 1 (1), кДж/кг 26,5 35,64 36,34
Расход хладагента О , кг/с а 10,1 8,2 8,53
Холодопроизводительность О , кВт 1130 1149 1190
Потребляемая мощность на привод турбокомпрессора N, кВт э' 281 292 310
Холодильный коэффициент цикла 8 о 4,2 3,93 3,84
Теплопроизводительность конденсатора Ок, кВт 1411 1441 1500
Температура кипения хладагента в испарителе t (1"), °С 3 3 3
Давление хладагента в испарителе Р (1"), бар (абс.) 3,40 3,16 3,35
Давление хладагента на выходе из турбокомпрессора Р (2), бар (абс.) 11,1 12,0 12,8
Температура хладагента на выходе из туробокомпрес-сора t (2), оС 66,7 61,9 59,0
Скорость звука хладагента на входе в турбокомпрессор а (1), м/с 136,7 146,9 149,8
Число Маха м„ (1) 1,36 1,27 1,24
веркой их работоспособности на экспериментальной установке ТН-10 в ГНУ «ОИЭЯИ-Сосны» НАН Беларуси.
На основании вышеизложенного мы рекомендуем в работающем холодильном оборудовании на хладаген-
Литература
1. Смесь хладонов Экохол-2: Технические условия. ТУ 2412-014-07623164. — Кирово-Чепецк (Российская Федерация). 2000.
2. Тимофеев Б. Д., Нагула П. К., Заяц Т. А., Акулич Д. А. Результаты экспериментального исследования работоспособности озонобезопасной смеси Экохол 1 с использованием минерального холодильного масла // Вестник Международной академии холода. 2015. № 3.
3. Бабакин Б. С. Хладагенты, масла, сервис холодильных систем. Монография. — Рязань: Узорочье. 2003. 470 с.
4. Бараненко А. В. Холодильные машины: Учебник для студентов втузов специальности «Техника и физика низких температур» / А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарин, В. И. Пекарев, И. А. Сакун, Л. С. Тимофеевский. — СПб.: Политехника, 1997. 992 с.
5. REFPROP // Reference Fluid Thermodinamic and Transport Properties. NIST Standard Reference Database 23. Version 7.1
6. Железный В. П., Семенюк Ю. В. Рабочие тела парокомпрес-сионных холодильных машин: свойства, анализ, применение: монография. - Одесса: Фешкс, 2012. 420 с.
7. Железный В. П., Мельник А. В. Кипение в гладкой трубе раствора R600a/минеральное масло ISO VG 15 // Вестник Международной академии холода. 2014. № 2. С. 13-18.
8. McLinden M. O., Klein S. A. Perkins R. A. An extended corresponding states model for the thermal conductivity of refrigerants and refrigerant mixtures // Int. J. Refrigeration. 2000. Vol. 23. P. 43-63.
9. Смесь хладонов 22 и 218 в массовом соотношении 6:4 (опытная): Технические условия. ТУ РБ 14498995-360-99. Минск 1999.
Сведения об авторах
Акулич Дмитрий Анатольевич
ООО «Центр озонобезопасных технологий», 220037, Республика Беларусь, г. Минск, 1-й твердый переулок, 7/1, [email protected] Тимофеев Борис Дмитриевич д. т. н., ООО «Центр озонобезопасных технологий» 220037, Республика Беларусь, г. Минск, 1-й твердый переулок, 7/1, [email protected]
тах группы HCFC проводить ретрофит на смесевые озонобезопасные хладагенты типа Экохол 1. При этом массовое соотношение компонентов смеси должно определяться с учетом реальных условий эксплуатации холодильного оборудования.
References
1. Mix of hladon Ekokhol-2: Technical specifications. Technical specifications 2412-014-07623164. — Kirovo-Chepetsk (Russian Federation). 2000. (in Russian)
2. Timofeev B. D., Nagula P. K., Zayats T. A., Akulich D. A. Pilot study of Ekokhol 1 ozone-safe mix with the use of mineral refrigerating oil. Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda. 2015. No 3. (in Russian)
3. Babakin B. S. Coolants, oils, service of refrigerating systems. Monograph. — Ryazan': Uzoroch'e. 2003. 470 p. (in Russian)
4. Baranenko A. V. Refrigerators: The textbook for students of technical colleges of specialty «Equipment and Physics of Low Temperatures»/ A. V. Baranenko, N. N. Bukharin, V. I. Pekarev, I. A. Sakun, L. S. Timofeevskii. SPb.: Politekhnika, 1997. 992 p. (in Russian)
5. REFPROP // Reference Fluid Thermodinamic and Transport Properties. NIST Standard Reference Database 23. Version 7.1
6. Zheleznyi V. P., Semenyuk Yu. V. Working bodies of vapor-compression refrigerators: properties, analysis, application: monograph. Odessa: Feniks, 2012. 420 p. (in Russian)
7. Zheleznyi V. P., Mel'nik A. V. Boiling in a smooth pipe of R600a/ mineral solution an oil of ISO VG 15. Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda. 2014. No 2. p. 13-18. (in Russian)
8. McLinden M. O., Klein S. A. Perkins R. A. An extended corresponding states model for the thermal conductivity of refrigerants and refrigerant mixtures. Int. J. Refrigeration. 2000. Vol. 23. P. 43-63.
9. Mix of hladon 22 and 218 in a mass ratio 6:4 (experienced): Technical specifications. Technical specifications. TU RB 14498995-360-99. Minsk 1999. (in Russian)
Information about authors
Akulich Dmitry Anatolyevich
LLC Center of Ozone-safe Technologies, 220037, Republic of Belarus, Minsk, 1 tverdyi pereulok, 7/1, [email protected] Timofeev Boris Dmitriyevich
D. Sc., LLC Center of Ozone-safe Technologies, 220037, Republic of Belarus, Minsk, 1 tverdyi pereulok, 7/1, [email protected]
