Методика расчета техногенного воздействия

Методика расчета техногенного воздействия

на окружающую среду аппаратов

бытовой холодильной техники

О.Б. Васылив, А.С. Титлов, Н.Д. Захаров, Д.С. Тюхай

Одесская государственная академия пищевых технологий

В последние годы в мировой практике общепризнанными критериями техногенного воздействия на окружающую среду систем холодильной техники, в том числе и бытовой, являются ODP (Ozone Depletion Potential -потенциал разрушения озонового слоя) и GWP (Global Warming Potential - потенциал глобального потепления) [1, 2].

Вопросы перехода на озононеразрушающие хладагенты решаются на основе Монреальского протокола. С 1 января 1996 года запрещено использование рабочих тел с ODP³1, для менее озоноопасных (ODP

К озонобезопасным хладагентам (ODP=0) относятся, в частности, ВАР и R134a, являющиеся наиболее перспективными рабочими телами, соответственно, абсорбционных и компрессионных холодильных систем [1].

При анализе холодильных систем, наряду с ограничениями по озоновой опасности, в настоящее время рассматриваются ограничения по влиянию на парниковый эффект.

Учет прямого (через утечку хладагента в атмосферу) и косвенного вкладов (увеличение содержания углекислого газа при производстве электроэнергии) осуществляется при помощи критерия TEWI (Total Equivalent Warming Impact -полный эквивалент глобального потепления) [1, 2]:

 (1)

где  - параметры хладагента - рабочего тела;

 - параметры хладагента - вспенивателя;

L - масса утечек хладагента при эксплуатации, кг.

n - установленный срок эксплуатации (для бытовой холодильной техники - 10 лет [2, 3]);

m1, m2 - масса хладагента, соответственно, рабочего тела и вспенивателя, кг.;

 - коэффициент возврата использованного холодильного оборудования (в странах ЕЭС составляет 0.75 [2], в странах СНГ равен нулю);

E - величина годового энергопотребления при эксплуатации, кВт.ч/год;

b - масса CO2, выделяющаяся при производстве 1 кВт.ч электроэнергии на электростанциях, кгCO2/ кВт.ч.

Первое слагаемое в формуле (1) учитывает утечки хладагента при эксплуатации, второе - утечки хладагента при невозврате использованного оборудования, третье- утечки вспенивающего хладагента из теплоизоляционных конструкций, четвертое - выделение CO2 при производстве электрической энергии на электростанциях. Первые три слагаемых представляют собой прямой вклад в TEWI, четвертое - косвенный вклад (энергетическая составляющая).

С учетом современных тенденций перехода компрессионной холодильной техники на R134a [1, 4], в том числе и при использовании его в качестве теплоизоляции [5], а также то, что в бытовых аппаратах используются герметичные компрессора и утечками при эксплуатации можно пренебречь, соотношение для TEWI будет иметь вид:

а) для КХ:

,     (2)

б) для аппаратов на основе АДХМ:

,        (3)

где индекс "Х" относится к R134a.

Для аппаратов на основе АДХМ, использующих в качестве источника энергии органическое топливо, выражение для TEWI:

,        (4)

где B - годовой расход топлива, кг/год;

 - масса CO2, выделяющаяся при сгорании 1 кг топлива, кгCO2/ кг топлива.

Сравнительный анализ абсорбционных и компрессионных систем проведен для современных моделей мирового уровня (таблица 1), представляющих различные типы бытового холодильного оборудования:

а) однокамерные с НТО (минус 12 0С), в дальнейшем - (**);

б) двухкамерные с МК(минус 18 0С), в дальнейшем - (***);

в) морозильные камеры (низкотемпературные камеры) с температурой - не выше минус 18 0С, в дальнейшем – МК (НТК).

При проведении анализа предполагалось, что:

1) в качестве вспенива­теля всех моделей, а также рабочим телом компрессионных систем является R134a;

2) абсорбционные холодильные системы могут использовать как электрические, так и неэлектрические (путем прямого использования теплоты сгорания органического топлива) источники энергии [6, 7], при этом к.п.д. горелочных устройств фирм "Aladin" (Англия), "Junkers" (Германия) и "Sibir" при работе на природном газе и сжиженном пропан-бутане составляет 0,62…0.79 (средняя величина - 0.70), керосине, дизельном топливе - 0.77…0.90(0.83) [8].

В расчетах использовались приведенные к 1 дм3 полезного объема:

а) величина суточного электропотребления, которая учитывает различие объемов НТО и ХК:

,           (5)

,  - величина полезного объема НТО (МК) и полного, соответственно, дм3;

б) величина суточного расхода топлива:

, кг/(сут.дм3)          (6)

где - теплота сгорания i-го органического топлива, кДж/кг;

- к.п.д. горелочного устройства при работе на i-м органическом топливе.

Соответственно приводились к 1 дм3 полезного объема и другие составляющие в формулах (2)-(4). И расчет проводился для n=10 лет.

Результаты расчета показали, что расчетная величина критерия  модернизированных абсорбционных моделей, работающих на органических теплоносителях, по сравнению с компрессионными, для различных типов холодильного оборудования:

а) (**) - ниже, как минимум, в Германии - на 26%, в Украине - на 38%;

б) (***) - ниже в Украине, по сравнению с отечественной моделью «NORD-214» на 33% и несколько выше (на 5%) в Германии (при сравнении с CDP-240);

в) МК(НТК) - соизмерима в Украине и выше в Германии на 21%.

Таблица 1. Характеристики абсорбционных и компрессионных моделей

Наименование моделей

Тип

Класс

Завод(фирма)

CF240

МК

А

Electrosuisse

4,000

EKS160A

***

А

Electrosuisse

2,350

RM-400

**

А

Electrolux

2,300

RV-240

***

А

Sibir

1,370

Киев-410-М АШ-160

***

А

ВЗХ

1,430

Кристалл-408-1 АШ-155

**

А

ВЗХ

1,630

Кристалл-408-3 АШ-155

**

А

ВЗХ/ОГАПТ

1,240

Стугна-101 МАЛ-180

МК

А

ВЗХ/ОГАПТ

2,640

Стугна-101-М МАЛ-180

МК

А

ВЗХ/ОГАПТ

2,180

CDP-240

***

К

Candy

1,200

HF271

МК

К

Vestfrost

1,560

NORD-214 КШ-280

***

К

АО NORD

1,920

NORD-417 КШ-140

**

К

АО NORD

0,948

Бирюса-8 КШ-150

**

К

Красмаш

0,960

Примечание 1. К - компрессионные модели; А - абсорбционные модели;  - номинальная величина суточного расхода электроэнергии, кВт.ч/сут;

Представленные результаты позволяют сделать следующие выводы:

а) в сложившихся условиях в Украине эксплуатация новых моделей на органическом топливе будет оказывать соизмеримое или меньшее, по сравнению с компрессионными, техногенное воздействие на окружающую среду, при этом в Германии, за исключением типа МК(НТК), ситуация аналогична;

б) стоимость эксплуатации новых моделей, работающих на природном газе, по сравнению с компрессионными, в Украине и Германии существенно (в среднем на 62%) ниже;

г) в странах ЕЭС экономически целесообразна эксплуатация новых моделей абсорбционных холодильников типа (**), имеющих полезный объем до 155дм3, на всех (используемых в анализе) видах органического топлива, за исключением дизельного топлива, и эксплуатация МК(НТК).

Следует также отметить, что несмотря на более высокую стоимость жидкого органического топлива, в условиях отсутствия электрических источников энергии, например, транспортных, аппаратам с АДХМ нет альтернативы.

Литература

1. Железный В.П., Жидков В.В. Эколого-энергетические аспекты внедрения альтернативных хладагентов в холодильной технике. -Донецк: Донбас, 1996. -144 с.

2. Perspectives in refrigerant development. -Bitzer Kuhlmachinenban, IKK93. - 1993. - №9306E -23 p.

3. Сводные данные товаров народного потребления: Часть 1. Холодильники и морозильники бытовые электрические, термостаты бытовые. -М.: Министерство общего машиностроения СССР, 1990.- 102 с.

4. Мазурин И.М. Выбор альтернативных хладагентов для бытовых холодильников //Холод. техника. -1995. -N1. -С.8-9.

5. Сапронов В.И. Озонобезопасная холодильная техника //Холод. техника. -1996. -N4. -С.10-12.

6. Терехов А.А. Ремонт холодильников абсорбционного типа. -М.:Легкая индустрия, 1973.- 70 с.

7. Schirp W. Diffusions-Absorptions-Heizwarmepumpe (DAWP) fur Wolraume. //Die Kalte und Klimatechnik. -1989. -N4. -S.168-175

8. Материалы международной выставки "Домотехника - 89" -с. 23-65.

Источник: www.ecologylife.ru

Другие новости

25.01.2001	Влияние некоторых антропогенных факторов
25.01.2001	К вопросу о создании молдово-украинского международного биосферного заповедника «нижний днестр»
25.01.2001	Изучение процесса адсорбции хрома (vi) с дифенилкарбазидом на катионите ку-2-8
25.01.2001	Ионообменные фильтры
25.01.2001	Сучасний стан, проблеми збереження
25.01.2001	Исследование риска экофакторов городской среды
25.01.2001	О математическом моделировании
25.01.2001	Концепция экологической безопасности
25.01.2001	Ионообменные фильтры
25.01.2001	Качество жизни, окружающая среда