Aplicación de refrigerantes ecológicos en sistemas de refrigeración de temperatura ultrabaja
El desarrollo de la tecnología de sustitución de refrigerantes promueve el avance de la tecnología de refrigeración. Los refrigerantes que se usaban con frecuencia en los sistemas de refrigeración de temperatura ultrabaja en el pasado son las series R22, R13 y R501, R502, R503, de las cuales R22, R13 y R502 son las más utilizadas.
Según el "Acuerdo de Montreal", el ODP y el GWP de los refrigerantes son dos importantes indicadores de evaluación. En base a esto, R13 y R502 se eliminaron por completo en 2010; El R22 también es un fluido de trabajo que debe eliminarse, por lo que estamos buscando nuevos fluidos de trabajo alternativos que no dañen el medio ambiente. Es la tendencia de desarrollo de la tecnología de refrigeración de temperatura ultrabaja. Fotech presenta específicamente la aplicación de refrigerantes ecológicos en sistemas de refrigeración de temperatura ultrabaja para todos los que están abajo.
En la actualidad, los refrigerantes alternativos ecológicos HFC comúnmente utilizados en sistemas de refrigeración de dos etapas o en cascada incluyen principalmente R134a, R404A, R507, R116, R508B y R23.
Los puntos de ebullición de R23, R116 y R13 están alrededor de -80 ℃, que están muy cerca uno del otro. Son la opción más probable para que el refrigerante reemplace al R13 en las sustancias HFC.
En aplicaciones prácticas, se encuentra que el R23 tiene problemas como dañar las partes móviles del compresor y descomponer el aceite lubricante, y el uso a largo plazo también puede provocar un cortocircuito en la bobina del motor. Además, R23, R116 y R508B tienen valores GWP altos, por lo que solo pueden usarse como refrigerantes de transición.
Las investigaciones experimentales sobre R23 y R508B se centran principalmente en su rendimiento cíclico como refrigerante de bucle de baja temperatura en un sistema en cascada. En el sistema de refrigeración en cascada se sustituye el refrigerante R717/R508B por R12/R13 y se realiza la operación de simulación. Los resultados de la simulación muestran que R717/R508B tiene un mejor rendimiento de ciclo en el rango de temperatura ultrabaja de -45~-60 ℃.
El rendimiento del ciclo del uso de R23 como sustituto de R13 en el circuito de baja temperatura del sistema de refrigeración en cascada. El caudal másico en el evaporador del sistema de refrigeración en cascada con una temperatura de evaporación de -50~-70℃ y el refrigerante R134a/R508B es de 50~70g/min.
Con la aplicación y promoción del refrigerante R134a, muchos académicos lo han aplicado a sistemas de baja temperatura; Los cálculos teóricos y los experimentos han verificado que el refrigerante R134a se puede usar en una variedad de sistemas de refrigeración por compresión en cascada y como refrigerante de circuito de alta temperatura.
Al comparar el sistema de refrigeración de etapa única con R134a como refrigerante y el sistema de refrigeración en cascada con R134a/R508B, el análisis muestra que el sistema de refrigeración en cascada puede lograr una temperatura de evaporación más baja (-50~-75 ℃) y una unidad de eficiencia volumétrica más alta.
El R404A y el R507 son alternativas a mediano y largo plazo al R502 en sistemas de temperatura ultrabaja. Se simula el rendimiento operativo de R404A, R507 y R22 en un sistema de refrigeración por compresión de dos etapas. Los resultados de la simulación muestran que los rendimientos de R404A y R507 son relativamente similares. Además, el rango de baja temperatura logrado por el sistema de compresión de dos etapas que utiliza R404A y R507 es de -45~-75 ℃, es más amplio que el R22.
Se completó el diseño de una unidad de prueba del sistema en cascada que utiliza fluidos de trabajo R404A/R23 en lugar de R22/R13. Los resultados de la prueba muestran que el sistema que usa el fluido de trabajo alternativo R404A/R23 a -45~-60 ℃ tiene una capacidad de enfriamiento ligeramente menor que el sistema original, pero los parámetros operativos de otros sistemas son mejores que el sistema R22/R13 y la confiabilidad de el sistema ha mejorado mucho.
A través de la investigación experimental en R507 y R502, se encontró que el COP de los dos es equivalente bajo las mismas condiciones de trabajo a baja temperatura (temperatura de evaporación -40 ℃), pero la capacidad de refrigeración por unidad de volumen de R507 es ligeramente superior a la de R502.
El ODP del fluido de trabajo HFC es 0, pero su efecto invernadero es mayor que el fluido de trabajo natural y menor que el fluido de trabajo CFC. Sigue siendo un gas de efecto invernadero estipulado en el Acuerdo de Kioto; pero según los cálculos, sus emisiones representan una proporción muy pequeña de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
Actualmente, el mayor problema del reemplazo de refrigerante tipo HFC es el problema de la lubricación del sistema de temperatura ultrabaja y la adaptación del compresor. Si estos problemas se pueden resolver, es una buena opción elegir refrigerante tipo HFC como refrigerante de reemplazo a largo plazo para sistemas de refrigeración de temperatura ultrabaja.
Fotech se compromete a contribuir a la causa de la protección del medio ambiente. Por lo tanto, investigamos y desarrollamos vigorosamente refrigerantes ecológicos. Al mismo tiempo que garantiza la seguridad y la protección del medio ambiente, el refrigerante también puede aprovechar al máximo su excelente efecto de enfriamiento.
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