コンプレッサーの環境要件

産業の発展に伴い、地球の汚染はますます深刻になり、環境保護は地球規模の重要な問題となっています。大気中のオゾン層の破壊と地球規模の気候変動を防ぐことは、世界中の国々から広く注目されており、関連する協定に署名することで国際政府の間でコンセンサスに達しています。
コンプレッサー
コンプレッサー
冷凍・空調分野では、CFCSやHCFCSによる大気中のオゾン層の破壊や、エネルギー消費による地球温暖化は圧縮機の設計において重視すべき課題です。
よく知られているように、冷媒の選択は、圧縮機の設計に影響を与える多くの重要な要素の 1 つです。
代替冷媒を使用する新しいコンプレッサーを開発するために、設計者は最初に 2 つの問題に直面しました。
まず、コンプレッサーは、さまざまな流量の圧力要件を満たすために、その作動容積を再定義する必要があります。
第二に、合成ゴムや潤滑油など、圧縮機内の冷媒と接触するさまざまな材料間の適合性に対処する必要があります。
過去の歴史では、50 以上の物質が冷媒として使用されてきました。第二次世界大戦後、冷却能力の大きい範囲でアンモニアが使用されたほか、ほとんどの冷凍空調分野はハロアルカンCFCSとHCFCSに支配されました。 1974 年のモントリオール議定書で指定された CFCS の代替は先進国で実現されており、HCFCS の代替計画は 2020 年に完了する予定です。発展途上国については、それぞれ 2010 年と 2040 年に廃止されます。ただし、一部の先進国では、予定より早く達成する準備ができています。図 6 は、CFC-11、CFC-12、HCFC-22、および R502 の適用分野と潜在的な代替品を示しています。これらは、以前はヨーロッパで一般的に使用されていました (水平矢印の下)。
CFC-11
CFC-11 は、主にターボ冷凍機で使用される低圧冷媒であり、その代替は HCFC-123 です。また、HFC-245ca や HFC-245fa も低圧冷媒ですが、可燃性があります。したがって、それらの燃焼低減方法と毒性を研究する必要があり、その使用は CFC-11 や HCFC-123 ほど効率的ではありません。そのため、多くの企業が遠心冷凍機で HFC-134a の使用に切り替えています。
CFC-12
用途が広く、自動車のエアコンでの漏れの問題があるため、CFC-12 は代替品として検討すべき最初のオブジェクトです。 HFC-134a は、家庭用冷蔵庫やカーエアコンの代替品として使用できます。 HFC-134a は、中温から高温域で CFC-12 と同様の冷却能力と効率を備えています。ただし、-23度未満の動作条件下では、CFC-12と比較して冷却能力と効率が低いため、魅力を失います。 HFC-134a のオゾン層破壊係数の ODP 値はゼロですが、地球温暖化の GWP 値は 1300 (CO2 の GWP 値に基づく) と高く、長期的にはその開発と開発にも影響します。使用。
HCFC-22
HCFC{{0}} は、CFC-11 や CFC-12 よりもはるかに低い ODP 値で、業務用冷凍、業務用および住宅用エアコン、ヒートポンプで広く使用されています。、わずか 0.055 です。しかし、その GWP 値は約 1700 と非常に高く、まさにこれらの理由から、ドイツなどヨーロッパの一部の国では急速に廃止されています。 HCFC-22の代替として、すでにいくつかの混合冷媒があります。米国冷凍協会は、その冷媒代替評価プログラム (AREP) で、HFC-134a、R407C、R410A、および R410B の 4 つのタイプを推奨しています。ただし、HFC-134a は他の 3 つに比べて冷凍能力と圧力が低く、冷媒として使用するにはシステムの大幅な再設計が必要です。したがって、HFCF-22 の代替として使用する可能性は最小限に思えますが、より大型のチラーで使用する可能性はまだあります。非共沸冷媒 R407C は、HCFC-22 に最も近いため、既存の機械の「ドロップイン」代替品になる可能性があります。交換後、システム機器に最小限の変更が必要であり、鉱油の交換には酸性潤滑剤が使用されます。冷媒の大きな温度スリップ (最大 5-7 度 ) への適応にも注意を払う必要があります。近共沸冷媒 R410A と R410B は、同じ HFCS の 2 つの混合物であり、混合比のみが異なります。 R410Aはスプリット型の小型エアコンに適していますが、蒸発圧力がHCFC-22の約1.5倍です。したがって、この作動流体を使用するシステムは完全に再設計する必要があるため、新しい冷凍および空調システムでのみ使用されます。このシステムの最適化された設計により、効率が 5% 向上します。
R502
R502 は、低温冷凍システムで広く使用されています。 AREP では、R404A と R507 の 2 つの代替案を推奨しています。 R404A は R502 と同様の冷却能力と効率を備えていますが、採用時にはシステムコンポーネント、特にコンプレッサーのテストをさらに行う必要があります。 R507 の混合成分には、R502 と同様の性能を持つ難燃剤の役割を果たす成分がありますが、毒性試験は米国でまだ進行中です。しかし、ヨーロッパでは、スーパーマーケットの冷凍機器に適用されています。