Термодинамічні властивості озононеруйнівних холодоагентів та їх розчинів з мастилами

Реалізація викладеного підходу здійснена відповідно із запропонованим в дисертації методом еколого-термоекономічного аналізу (ЕТА). У рамках цього методу Повний Еквівалент Глобального Потепління повинен розраховуватися за формулою

 , (18)

де GWPR й GWPBA – потенціали Глобального Потепління холодоаґенту й зпінюючого агента кг/рік;

LR – витік холодоаґенту, кг/рік;

N – термін експлуатації обладнання, рік;

mR – маса холодоаґенту в установці, кг;

 – доля утилізованого холодоаґенту після закінчення експлуатації;

MBA – маса зпінюючого агенту, кг;

 – емісія СО2 при виробленні 1 кВт. год електроенергії, кг СО2/кВт. год;

Ei – додаткові енергетичні витрати на створення обладнання машинного залу, забезпечення заходів безпеки, ремонт та утилізацію холодоаґенту;

EEX – електромеханічна потужність, що підводиться до компресора, може бути розрахована за формулою

 , (19)

де ПКОМП, ПДР, ПИСП, ПКОНД, ПВС, ПРТ – втрати ексергії у компресорі, при дроселюванні, у випарнику, конденсаторі, всмоктуючій лінії і реґенеративному теплообміннику;

L – теоретично мінімальна робота, яку необхідно витратити в оборотному циклі Карно для одержання заданої холодопродуктивності Q0.

У дисертації розроблено балансову схему внесків TEWIN при виробленні холоду (див. рис. 11) і методику їх розрахунку, запропоновано нові коефіцієнти для дослідження еколого-енергетичної ефективності холодильного обладнання (див. табл. 1)

Еколого-термоекономічний аналіз не претендує на роль альтернативи існуючим методам оцінки ефективності холодильного обладнання. Навпаки, відомі методики дослідження ефективності обладнання не суперечать, а можуть бути гармонійно узгоджені з концепцією еколого-термоекономічного аналізу. Разом з тим, запропоновані в роботі коефіцієнти дозволяють по-новому оцінити проблеми застосування пожежонебезпечних холодоаґентів, екологічної доцільності утилізації холодоаґентів і т. д. З їх допомогою можна розробити науково обґрунтовані квоти на питому емісію парникових газів при виробленні штучного холоду. Крім того, в рамках еколого-термоекономічного методу аналізу ефективності обладнання можна сформулювати основоположні принципи холодильного менеджменту, а саме:

Системний і поетапний характер аналізу ефективності: холодильний цикл  теоретичний дійсний компресор  холодильна машина  холодильна установка  холодильна технологія.

Облік енергетичних потоків й енергоємностей комплектуючих виробів на повному життєвому циклі холодильного обладнання.

Переведення всіх витрат енергії на повному життєвому циклі обладнання в еквівалентну емісію парникових газів.

Контроль і нормування об’ємів витоку холодоаґенту.

Впровадження в практику менеджменту питомих і зведених індикаторів, що відображають об’єм емісії парникових газів на одиницю виробленої продукції, на одиницю виробленого холоду, на одиницю витраченої енергії і т. д.

Розробка науково обґрунтованих квот на емісію парникових газів обладнанням, підприємством і т. д. Контроль за дотриманням виділених квот.

З позицій викладених в цьому розділі положень еколого-термоекономічного аналізу розглянута перспектива застосування найбільш часто застосовуваних озононеруйнівних холодоаґентів у різних типах холодильного обладнання. Виконані розрахунки показують, що зменшення антропогенного впливу на навколишнє середовище можна досягти переходом на такі енергетично ефективні робочі тіла, як аміак (з розчинним мастилом) та R410А, а також оптимальним вибором мастила, зниженням маси холодоаґента, що заправляється в установку, жорстким реґулюванням рівня витоку холодоаґента; зменшенням енергоємності обладнання малої холодопродуктивності, широким упровадженням у практику холодильного аудиту і менеджменту.

 

Таблиця 1

Еколого-термоекономічні коефіцієнти

Коефіцієнт зведеної емісії парникових газів  

 

Коефіцієнт прямої екологічної дії  

 

Коефіцієнт непрямої екологічної дії  

 

Коефіцієнт еколого-термоекономічної досконалості  

 

Коефіцієнт екологічної доцільності  

 

Коефіцієнт екологічної досконалості  

 

 

TEWIN – Повний Еквівалент Глобального Потепління холодильного обладнання; TEWIр – емісія СО2 від раціонально використаної енергії на вироблення холоду; TEWIQ – емісія СО2 від частини енергії, перетвореної на холод; TEWIп – емісія СО2 від енергії, витраченої на охолодження продуктів; TEWIрвнеш і TEWIрвнут – непрямий внесок у TEWIN від зовнішньої і внутрішньої необоротності процесів у холодильному обладнанні відповідно; TEWIQ – емісія СО2 від нераціонально використаної енергії, витраченої на охолодження внутрішньокамерного обладнання, і компенсації теплових потоків у холодильну камеру; TEWIэп – прямий внесок у TEWIN від емісії холодоаґенту й зпінюючих агентів теплоізоляції; TEWIэк – непрямий внесок у TEWIN від витрат енергії на одержання конструкційних матеріалів, виготовлення обладнання, реновацію, забезпечення заходів пожежобезпечності; TEWIвсп – внесок у TEWIN і TEWIT від експлуатації допоміжного устаткування (насоси, вентилятори) ; TEWI – внесок у TEWIN від нераціонально використаної енергії при виробленні холоду.

У додатку до дисертації наведено таблиці експериментальних даних з термодинамічних властивостей вивчених холодоаґентів, таблиці розрахованих даних для холодоаґентів й РХМ (для яких досі немає інформації в літературі), ілюстративний матеріал, що підтверджує достовірність одержаної інформації.