Details

Цель работы: исследование влияния выбора вида хладагента на работу парокомпрессионной холодильной машины средней холодопроизводительности с рекуперативным теплообменником. Для достижения цели исследования были поставлены задачи: 1) Исследование состояния вопроса и анализ литературных источников, посвященных парокомпрессионным холодильным машинам и видам хладагентов (по уровню разрушения озонового слоя и потенциалу глобального потепления); 2) Выбор объекта исследования; 3) Определение и теплотехнический расчет ограждающих конструкций; 4) Расчет теплопритоков в охлаждаемом помещении и определение тепловой нагрузки для подбора оборудования; 5) Подбор компрессора одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины с рекуперативным теплообменником, работающей на фреоне R-134а. 6) Анализ полученных результатов, формирование выводов по исследованию влияния выбора вида хладагента на эффективность парокомпрессионной холодильной машины с рекуперативным теплообменником. Реализация исследовательских задач включала обработку и анализ данных из специализированных литературных источников. Подобная методология обеспечила формирование теоретической основы и практических инструментов, необходимых для глубокого изучения проблемы и нахождения эффективных решений. Был проведен анализ состояния проблемы оптимизации холодильных установок с учетом использования экологически безопасных хладагентов, в ходе которого было установлено, что данная тема является актуальной. Кроме того, изучение конструкции парокомпрессионной холодильной машины (ПХМ) с рекуперативным теплообменником проиллюстрировало принцип работы, ее составляющие. Также была выявлена основная классификация рабочих веществ и рассмотрено их влияние на окружающую среду. На примере подбора холодильной машины для конференц-зала г. Санкт-Петербург был проведен анализ термодинамических циклов различных хладагентов, который показал, что использование экологически безопасных хладагентов R-32, R-600а, R-290 вместо R-134a, R-410a с высоким ПГП позволяет применять энергоэффективные холодильные машины.  Также были выявлены рекомендации, применение которых позволит внести новые тенденции развития холодильной отрасли.

The aim of this work is to study how refrigerant choice affects the operation of a medium-capacity vapor-compression refrigeration cycle incorporating a recuperative heat exchanger. To achieve the research goal, the following tasks were set: 1. Literature review and analysis of existing studies on vapor-compression refrigeration systems and refrigerants (considering ozone depletion potential and global warming potential); 2. Selection of the research object; 3. Thermal engineering analysis and calculation of building envelope structures; 4. Calculation of heat gains in the refrigerated space and determination of thermal load for equipment selection; 5. Selection of a compressor for a single-stage vapor-compression refrigeration system with recuperative heat exchanger operating on R-134a refrigerant; 6. Analysis of results and formulation of conclusions on how refrigerant selection affects the efficiency of vapor-compression refrigeration systems with recuperative heat exchangers. Implementation of the research tasks involved processing and analyzing data from specialized literature sources. This methodology provided both the theoretical foundation and practical tools required for in-depth investigation of the problem and identification of effective solutions. The study included an analysis of current challenges in refrigeration system optimization with consideration of environmentally friendly refrigerants, which confirmed the relevance of this research topic. Furthermore, the examination of the vapor-compression refrigeration system (VCRS) design with a recuperative heat exchanger illustrated both its operating principle and key components. The study also identified the main classification of refrigerants and analyzed their environmental impact. Using the case study of selecting a refrigeration system for a conference hall in St. Petersburg, we analyzed thermodynamic cycles of various refrigerants. The study demonstrated that employing environmentally friendly refrigerators R-32, R-600a, and R-290 (instead of high-GWP refrigerators R-134a and R-410a) enables the implementation of energy-efficient refrigeration systems. The research also produced practical recommendations that could drive new development trends in the refrigeration industry.