Анализ влияния выбора холодильного агента на энергетические характеристики роторно-пластинчатого компрессора, работающего в области влажного пара системы кондиционирования воздуха

Исследовано влияние холодильного агента на энергетические характеристики роторно-пластинчатого компрессора, работающего в области влажного пара. В качестве рабочего тела рассмотрены следующие холодильные агенты: R134a, R600a, R404a, R410a и R22. По результатам расчета установлено, что энергетические показатели компрессора, работающего в области влажного пара, существенно зависят от теплофизических и термодинамических параметров хладагентов. Показано, что при одних и тех же исходных данных при работе роторно-пластинчатого компрессора в области влажного пара на разных хладагентах с уменьшением начальной степени сухости от 0,95 до 0,80 коэффициент подачи для R410a увеличился на 11 %; для R404a — на 13 %; для R22 — на 9 %; для R134a — на 12 %; для R600a — на 10 %. Индикаторный адиабатный коэффициент полезного действия с уменьшением степени сухости от 0,95 до 0,80 для R410a и R134a увеличился на 22 %; для R404a и R22 — на 21 %; для R600a — на 14 %. Снижение степени сухости от 0,95 до 0,80 приводит к потере холодопроизводительности для R410a на 24 %; для R22 — на 14 %; для R404a и R134a — на 22 %; для R600a — на 17 %.
EDN: GBGQMP, https://elibrary/gbgqmp

Литература

[1] Wang Ch., Zhang H., Zhang Sh. et al. Numerical research on the hydrodynamic effect on the leakage of two-phase refrigerant-oil mixture in the flank gaps of compressors. Int. J. Refrig., 2024, vol. 159, pp. 230–240, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.12.035

[2] Ning Q., Sun W., He G. et al. Investigation on improving the heating performance of a heat pump using a rotary compressor with vapor and two-phase injection. Energy Convers. Manag., 2023, vol. 278, art. 116703, doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.116703

[3] Lin J., Guo N., Hong L. et al. Simulation of single and two-phase refrigerant compression in rotary compressor. Appl. Therm. Eng., 2022, vol. 211, art. 118465, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118465

[4] Lin J., Lian Y., Wu J. Numerical investigation on vapor-liquid two-phase compression in the cylinder of rotary compressors. Appl. Therm. Eng., 2020, vol. 170, art. 115022, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115022

[5] Wang Ch., Zhang Sh., Lei B. et al. Analysis on influence factors of back pressure in an asymmetrical algebraic scroll compressor. Int. J. Refrig., 2022, vol. 138, pp. 97–107, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2022.03.011

[6] Zhou F., Tian X., Song Y. et al. Dynamic performance of an integrated heat pump system coupled free cooling and waste heat recovery in data centers. Energy, 2025, vol. 323, art. 135838, doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.135838

[7] Lei Sh., Guo B., Zhao Z. Exergy analysis of heat pump air conditioning systems for pure electric vehicle use with low-GWP refrigerants. Int. J. Refrig., 2023, vol. 156, pp. 266–277, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.10.009

[8] Bani Issa A.A., Liang Ch., Groll E.A. et al. Residential heat pump and air conditioning systems with propane (R290) refrigerant: technology review and future perspectives. Appl. Therm. Eng., 2025, vol. 266, art. 125560, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125560

[9] Martins L.V.S., Braga C.H.M., Garcia Pabon J.J. et al. Assessment of total equivalent warming impact (TEWI) of alternative refrigerants for retrofit of R22 in single split air conditioning system. J. Build. Eng., 2024, vol. 88, art. 109085, doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109085

[10] Li J., Li H., Guo Y. et al. Energy consumption analysis and operating characteristics research on small time scale of variable refrigerant flow air conditioning systems in public buildings. Therm. Sci. Eng. Prog., 2024, vol. 55, art. 102937, doi: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2024.102937

[11] Raykovskiy N.A., Chernov G.I., Evdokimov V.S. et al. Power loss analysis in a new oil-free rotary vane compressor: experimental investigation and mathematical modeling. Int. J. Refrig., 2024, vol. 160, pp. 298–311, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2024.01.027

[12] Fatigati F., Di Bartolomeo M., Cipollone R. On the effects of leakages in sliding rotary vane expanders. Energy, 2020, vol. 192, art. 116721, doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116721

[13] Bianchi G., Cipollone R. Friction power modeling and measurements in sliding vane rotary compressors. Appl. Therm. Eng., 2015, vol. 84, pp. 276–285, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.01.080

[14] Райковский Н.А., Чернов Г.И., Калашников А.М. Математическое моделирование роторно-пластинчатых компрессоров с учетом взаимного влияния трибологических и режимных параметров. Трение и износ, 2023, т. 44, № 2, с. 167–179, doi: https://doi.org/10.32864/0202-4977-2023-44-2-167-179

[15] Садвакасов Д.Х., Райковский Н.А., Чернов Г.И. и др. Влияние теплофизических и термодинамических свойств хладагентов на энергетическую эффективность холодильной установки при работе компрессора в области влажного пара. Вестник машиностроения, 2025, т. 104, № 1, с. 3–7, doi: https://doi.org/10.36652/0042-4633-2025-104-1-3-7

[16] Садвакасов Д.Х., Райковский Н.А., Чернов Г.И. и др. Разработка упрощенной математической модели рабочих процессов тихоходного поршневого компрессора в области влажного пара для холодильных установок. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 3, c. 118–135. EDN: ALNETV

[17] Садвакасов Д.Х., Чернов Г.И., Евдокимов В.С. и др. Анализ влияния скорости поршня на работу холодильного компрессора, работающего в области влажного пара. Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение, 2022, т. 6, № 4, с. 26–31, doi: https://doi.org/10.25206/2588-0373-2022-6-4-26-31

[18] Алешин В.И. Исследование винтового маслозаполненного вакуум-компрессора. Автореф. дисс. … канд. тех. наук. Москва, 1977. 15 с.