Historia R744 na tle innych czynników chłodniczych |
Data dodania: 09.08.2012 |
Dwutlenek węgla jest używany jako czynnik roboczy w sprężarkowych parowych układach chłodniczych od ponad 130 lat. Jest jedynym naturalnym czynnikiem chłodniczym o szerokim zakresie zastosowania, zarówno w chłodnictwie i klimatyzacji przemysłowej jak i komercyjnej.
Rys. 1. Sprężarka produkowana przez firmę Kroeschell
W układach chłodniczych sprężarkowych-parowych jako pierwszy czynnik roboczy został zaproponowany eter etylowy w 1834 roku, głównie dlatego, że był powszechnie używany np. jako rozpuszczalnik, a co za tym idzie był ogólnodostępny. Fakt, że w temperaturze pokojowej i przy ciśnieniu atmosferycznym pozostawał w stanie ciekłym sprawiał, że był łatwy w użyciu. Właściwości eteru – łatwopalność oraz to, że do wytworzenia lodu koniczne jest obniżenie jego ciśnienia poniżej atmosferycznego – spowodowały, że systemy te nigdy nie były wystarczająco bezpieczne i niezawodne. Kolejnym perspektywicznym płynem roboczym do układów chłodzenia był dwutlenek węgla. W przeciwieństwie do eteru czy amoniaku, dwutlenek węgla jest niepalny i zasadniczo nietoksyczny, ale w obiegu zamkniętym osiąga wysokie ciśnienia pracy. Fakt ten być może był przyczyną 20-letniego opóźnienia w szerszym wykorzystaniu tego czynnika, pozwalając amoniakowi i układom np. z dwutlenkiem siarki opanować ówczesny rynek. Układy amoniakalne nie były zbytnio preferowane natomiast w systemach chłodzenia powietrza na statkach ze względu na ryzyko wycieku trującej substancji pod pokładem. Podobnie w budynkach użyteczności publicznej. Dlatego też w przypadku systemów chłodzenia powietrza preferowany był dwutlenku węgla.
Historia układów opartych o R744 W 1881 r. w Europie pierwszą maszynę na CO2 zbudował Carl Linde. Na starym kontynencie maszyny chłodnicze oparte o CO2 były często jedyną alternatywą z powodu prawnych ograniczeń w stosowaniu toksycznych lub łatwopalnych czynników chłodniczych jak NH3 i SO2 . W 1884 roku W. Rydth otrzymał patent nr 15475 urzędu brytyjskiego na sprężarkowe urządzenie chłodnicze wykorzystujące dwutlenek węgla. Franz Windhausen w 1886 roku opatentował nową konstrukcję sprężarki do układów z CO2, której patent został wykupiony i ulepszony przez firmę J&H Hall z Wielkiej Brytanii. Firma wprowadziła ją do produkcji w 1890 roku, co doprowadziło do szerszego wykorzystania dwutlenku węgla w chłodnictwie. Urządzenia firmy Hall oparte o dwutlenek węgla wyparły powszechnie stosowane układy chłodnicze sprężonego powietrza stosowane na statkach. Flota brytyjska używała urządzeń chłodniczych opartych o dwutlenek węgla do roku 1940. W Stanach Zjednoczonych dwutlenek węgla był szeroko wykorzystywany od 1980 do 1900 roku we wszystkich gałęziach przemysłu, a także w układach klimatyzacyjnych w szpitalach, teatrach itp. W Stanach Zjednoczonych firma Kroeschell Bros. Ice Machine Company pod koniec lat 1890 promowała dwutlenek węgla jako czynnik niepalny i nietoksyczny. Oprócz zastosowań w przemyśle spożywczym zaczął być on wykorzystywany również w klimatyzacji. Sprężarki produkowane przez tę firmę od roku 1987 przedstawia rysunek 1. (...)
Rys. 4. Układ kaskadowy CO2/NH3 firmy Frick
Podsumowanie Pod koniec lat 1980, w całej branży zaczęto poszukiwać alternatywnych rozwiązań dla systemów opartych o czynniki syntetyczne, gdyż wpływ czynników z grupy CFC na środowisko stał się poważnym problemem. Prof. Gustav Lorentzen w 1989 roku w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym przedstawił transkrytyczny systemu CO2, gdzie wysokie ciśnienie było kontrolowane przez zawór dławiący. System miał być przeznaczony m.in. do układów klimatyzacji samochodowej. W 1992 roku Lorentzen i Pettersen opublikowali pierwsze wyniki badań na prototypie układu do klimatyzacji samochodowej z dwutlenkiem węgla. Obecnie jesteśmy w stanie poradzić sobie z wymaganiami konstrukcyjnymi i technologicznymi podzespołów, jakie stawia dwutlenek węgla, a zwiększony poziom świadomości bezpieczeństwa i ochrony środowiska naturalnego poparty odpowiednimi międzynarodowymi kodeksami i przepisami być może doprowadzi w przyszłości do tego, aby dwutlenek węgla był preferowanym płynem roboczym w układach chłodniczych i klimatyzacyjnych.
LITEARTURA: |
POLECAMY WYDANIA SPECJALNE
-
Pompy ciepła 2023-2024
-
Pompy ciepła 2021-2022
-
Pompy ciepła 2022-2023
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023
-
Pompy ciepła 2020-2021
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020
-
Pompy ciepła 2019-2020
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019