Эффективность и дальнейшие перспективы развития спирального компрессора в аспекте решения вопросов экологической безопасности.

Not scheduled
15m
Saint-Petersburg

Saint-Petersburg

Lomonosov Hall (The ITMO University)
oral Sustainable cold chains

Speaker

Mr Aleksandr Kovanov (graduate student)

Description

https://disk.yandex.ru/i/Xg6pDDqshoEo7w

УДК621.5.01

Эффективность и дальнейшие перспективы развития спирального компрессора в аспекте решения вопросов экологической безопасности.
д.т.н. Пронин В.А., Кованов А.В., Жигновская Д.В., Цветков В.А.
Университет ИТМО, РФ, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9

Спиральная технология с момента своего появления на рынке в середине 80-х г. прошлого столетия, завоевала широкую популярность, она используется в компрессорах, детандерах и вакуумной технике. Особо широкое распространение получил спиральный холодильный компрессор (СПК). Благодаря преимуществам он не только упрочил свои позиции, среди винтовых и поршневых компрессоров, в холодильных машинах (ХМ) средней производительности, но и потеснил их в этом сегменте.

https://disk.yandex.ru/i/lniYeC8sKPcWqw

Рис.1 Сравнительные характеристики спирального, винтового и поршневых компрессоров.

Из приведённой таблицы на рис. 1 видно, что уже при лучших массогабаритных характеристиках превосходство холодильного коэффициента СПК достигается при сокращении разности температур конденсации и кипения. Т.е. его применение наиболее выигрышно в среднетемпературных и особенно в высокотемпературных ХМ. Объяснить преимущества СПК можно, сравнивая термогазодинамические процессы рабочего цикла машин объёмного принципа действия.
Между тем сегодня некоторые положения вещей на рынке компрессорного оборудования могут измениться, это связано с регулированием применения хладагентов, согласно принятой Кигалийской поправки. Т.е. возникают новые условия к дальнейшей эксплуатации и особенно к проектированию холодильного оборудования. Уже с 1 января 2021 года Кигалийская поправка, вступила в силу в Российской Федерации (РФ), согласно которой сокращение использования HFC (ГФУ) должно произойти в нашей стране в течение следующих 14 лет. При чём есть основания полагать, что рентабельность их использования снизиться гораздо раньше.
Т.о. можно выделить ближайшую краткосрочную и долгосрочную перспективы развития спирального компрессора, как и другого холодильного оборудования.

https://disk.yandex.ru/i/UxlO1RZEkkhyDw

Рис.2 Свойства и изменения стоимости хладагентов.

Сегодня мы вынуждены решать вопрос замены R22, который ещё остаётся во многих холодильных установках, при этом натуральные хладагенты, только проходят полевые испытания. В это время стоимость широко используемых HFC (ГФУ) хладагентов, показанная в виде графиков на рис.2 имеет тенденцию к росту, а сама разница в цене хладагентов сокращается. Т. о. анализируя ситуацию и взвешивая нормы европейского регулирования «F-газ», нормы Ростехнадзора, можно предположить, что R410A будет востребован в РФ, в ближайшей краткосрочной перспективе. R410A имеет сравнительно не высокий GWP (ПГП), высокую удельную холодопроизводительность, не горюч, не взрывоопасен (табл. на рис.2), что при сопоставимости цен среди, расширяет границы его использования на средне и высокотемпературных холодильных установках, где в сегменте ХМ средней производительности широко применяется СПК. На рис.3 представлены наиболее интересные разработки и изобретения в отношение спирального компрессора для его работы применительно на R410A.

https://disk.yandex.ru/i/Kbfw6XVwf2-lig

Рис.3 Инновационные решения, представленные в спиральном компрессоре для работы с R410A.

Т.е. дальнейшее развитие и использование спирального компрессора, в частности, зависит от возможности его применения с новыми хладагентами, которые придут на смену HFC (ГФУ). Так уже сегодня на примере компании Copeland можно увидеть наиболее вероятную перспективу работы СПК на R744 (СО2) средней производительности и на R290 (пропан) в холодильных машинах малой производительности. Развитие этого направления потребует новых проектных решений и взаимодействия между производителями и исследователями. Актуальность самих исследований может быть выражена в области совершенствования методик расчёта направленных на повышение объёмных и энергетических характеристик спирального компрессора.

Библиографический список.

  1. Пронин В. А. Тенденции развития компрессорной техники // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». – 2014. - № 1. // URL: http://refrigeration.ihbt.ifmo.ru/file/article/8638.pdf
  2. Ефремов С.Н., Мальчиков А.И., Андриец А.Г., Аблаев А.Р., Анализ особенностей объёмных и энергетических характеристик процессов в поршневом и спиральном холодильных компрессорах // Вісник СевНТУ. Серія: Механіка, енергетика, екологія. — Севастополь - 2014. - Вип. 147 – с. 124-127
  3. Данфосс. Разработки «Данфосс» в новом учебном центре в Ростове-на-Дону // Холодильная техника. – 2018. - №4 – с. 6-7.
  4. Данфосс. Компрессоры для холодильных систем. Электронный каталог.// URL: https://www.danfoss.com/ru-ru/products/compressors/dcs/compressors-for-refrigeration/#tab-overview
  5. Битзер. Новая серия спиральных компрессоров Битзер, «made by Bitzer, made in USA». // URL: http://bitzer.ru/novaya_seriya_spiralnih_kompressorov_bitcer_ORBIT_8
  6. Copeland. Компрессоры Copeland ScrollTM для субкритических применений на СО2 // URL: http://www.copeland.com.ua/pdf/instruction-manual-zo-co2.pdf
Affiliation of speaker Кованов Александр
Publication IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
Position of speaker аспирант

Primary authors

Mr Aleksandr Kovanov (graduate student) Mr Vladimir Pronin (Doctor of Technical Sciences professor)

Co-authors

Ms Diana Zhignovskaia (graduate student) Mr Vadim Cvetkov (graduate student)

Presentation Materials