Агааржуулагчийн байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн технологи
Пендахулуан
Агааржуулагчийн хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр агааржуулагчийн (AC) систем дэх хөргөлтийн технологийн хөгжил үргэлжилсээр байна. Хөргөлтийн бодис нээгдсэнээс хойш энэ салбарт эрчим хүчний хэмнэлт, байгаль орчны сөрөг нөлөөллийг бууруулахад голчлон чиглэсэн томоохон шинэчлэл, өөрчлөлтүүд гарсан. Энэхүү нийтлэлд байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн технологийн ач холбогдол, түүнийг AC системд хэрхэн нэгтгэх, ирээдүйн төсөөллийг авч үзэх болно.
Хөргөгч бодисын товч түүх
Хөргөгч гэдэг нь хөргөлтийн системд дулааныг нэг газраас нөгөө газар шилжүүлэхэд ашигладаг нэгдэл бөгөөд ихэвчлэн хий ба шингэний хоорондох фазыг өөрчлөх замаар хийгддэг. Хөргөгчийг илүү орчин үеийн хэлбэрээр ашиглах нь 20-р зууны эхэн үед R-12 гэгддэг хлорфтор нүүрстөрөгч (CFC)-ийг нээсэнээр эхэлсэн. Хэдийгээр CFC нь хөргөлтөд үр дүнтэй байсан ч озоны давхаргад маш хортой нөлөө үзүүлсэн. Гидрохлорфтор нүүрстөрөгч (HCFC) болон хожим нь Гидрофтор нүүрстөрөгч (HFC) зэрэг аюулгүй фреонуудыг нээсэн нь зарим эерэг өөрчлөлтийг авчирсан боловч тэдгээр нь байгаль орчинд, ялангуяа дэлхийн дулаарлын хувьд сөрөг нөлөө үзүүлсээр байна.
Уламжлалт хөргөлтийн бодисуудтай холбоотой байгаль орчны асуудлууд
Өмнө нь хэрэглэж байсан CFC болон HCFC зэрэг уламжлалт хөргөлтийн бодисууд нь дэлхийн дулаарлын өндөр магадлал (GWP) болон озоны давхаргын хомсдолын магадлал (ODP)-тай байдаг. Эдгээр хоёр параметр нь хөргөлтийн бодисын дэлхийн дулаарал болон озоны давхаргын хомсдолд үзүүлэх нөлөөллийн хэмжүүр юм. Энэ нөхцөл байдал нь эрдэмтэд болон инженерүүдийг байгаль орчинд ээлтэй шийдлүүдийг эрэлхийлэхэд хүргэсэн.
R-134a болон R-410A зэрэг HFC-үүдийг ашиглах нь ODP-г тэг болгож бууруулдаг ч тэдгээрийн GWP өндөр хэвээр байна. HFC-ийн ялгарлын хүлэмжийн нөлөө нь дэлхийн нийгэмлэгийг GWP багатай, байгаль орчинд хамгийн бага нөлөө үзүүлдэг өөр хөргөлтийн бодис хайхад хүргэсэн.
Байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн технологи
1. Гидрофторолефин (HFOs)
Гидрофторолефин (HFO) нь тэг ODP болон маш бага GWP-тэй хөргөлтийн бодисын шинэ ангилал юм. HFO-ийн нэг алдартай жишээ бол R-1234yf юм. HFO нь байгаль орчинд ээлтэй төдийгүй уламжлалт хөргөлтийн бодистой тэнцүү буюу түүнээс дээш термодинамик үзүүлэлттэй байдаг.
2. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2)
CO2 буюу R-744 нь тэг ODP болон маш бага GWP-тэй байгалийн хөргөлтийн бодис юм. Хэдийгээр CO2 нь маш өндөр ажлын даралтын шаардлагаас шалтгаалан эхний сонголт биш боловч шахалтын технологи болон материалын дэвшил нь агааржуулалтын системд, ялангуяа хүйтэн уур амьсгалд ашиглах боломжийг олгосон.
3. Нүүрсустөрөгч (HC)
Пропан (R-290) болон изобутан (R-600a) зэрэг нүүрсустөрөгчид нь тэг ODP болон бага GWP-тэй бусад байгалийн хөргөлтийн бодисууд юм. HC нь эрчим хүчний өндөр хэмнэлттэй боловч шатамхай байх сул талтай. Тиймээс тэдгээрийг ашиглахад нэмэлт аюулгүй байдлын арга хэмжээ шаардлагатай байдаг ч HC нь хөргөгч гэх мэт жижиг хөргөлтийн төхөөрөмжүүдэд өргөн хэрэглэгддэг.
4. Аммиак (NH3)
Аммиак буюу R-717 нь тэг ODP болон бага GWP-тэй байгалийн хөргөлтийн бодис юм. Энэ нь өндөр үр ашигтай бөгөөд томоохон хэмжээний үйлдвэр, арилжааны хэрэглээнд тохиромжтой. Хэдийгээр түүний идэмхий болон хортой шинж чанар нь өрхийн хэрэглээг хязгаарладаг ч NH3 нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд илүүд үздэг хөргөлтийн бодис хэвээр байна.
Шинэ технологийн хэрэгжилт ба бэрхшээлүүд
1. Дэд бүтэц ба технологи
Байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн бодисыг нэвтрүүлэх нь зөвхөн зөв материалыг сонгоход хязгаарлагдахгүй; мөн дэд бүтэц, технологийн тохируулга шаарддаг. Жишээлбэл, CO2 агааржуулалтын системд өндөр даралтыг тэсвэрлэх чадвартай компрессор болон хадгалах байгууламж шаардлагатай. Шинэ материалын технологи, дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн техник зайлшгүй шаардлагатай.
2. Журам ба стандартууд
Хөгжингүй орнуудын ихэнх нь хөргөлтийн бодисыг ашиглах, устгахтай холбоотой хатуу дүрэм журмыг нэвтрүүлсэн. Монреалын протокол болон Кигали нэмэлт өөрчлөлт нь дэлхийн хамтын нийгэмлэг өндөр ODP болон GWP бүхий хөргөлтийн бодисын ялгарлыг бууруулах үүрэг амлалтыг хэрхэн хэрэгжүүлж байгаагийн жишээ юм. Дэлхийн улс орнууд ижил төстэй дүрэм журмыг батлах төлөвтэй байгаа бөгөөд энэ нь эргээд байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн бодисыг ашиглахыг дэмжиж байна.
3. Зардал ба эдийн засаг
Шинэ хөргөлтийн бодис нь уламжлалт хөргөлтийн бодисоос илүү үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний өндөр үр ашиг болон урт хугацааны хэмнэлт нь анхны хөрөнгө оруулалтыг илүү боломжийн болгодог. Үйлдвэрлэгчид мөн эцсийн бүтээгдэхүүнийг хэрэглэгчдэд хэт үнэтэй болгохгүйгээр шинэ технологи руу шилжих сорилттой тулгардаг.
Хөргөлтийн технологийн ирээдүй
Технологийн хурдацтай дэвшлийн ачаар агааржуулагчийн салбарын ирээдүй гэрэл гэгээтэй харагдаж байна. Хүлээгдэж буй зарим шинэлэг зүйлд дараахь зүйлс орно.
1. Бионик хөргөгч
Цаашид эрдэмтэд бионик болон био нийцтэй материалыг хөргөгч болгон ашиглах боломжийг судалж байна. Үүнд амьд организмын байгалийн үйл явцаас санаа авсан, дээд зэргийн дулааны шинж чанартай, байгаль орчинд ээлтэй хөргөгч боловсруулах ажил орно.
2. Холимог систем
Төрөл бүрийн хөргөлтийн бодисын оновчтой хослолууд, эсвэл механик болон дулааны технологийг хослуулсан эрлийз хөргөлтийн системүүд нь ирээдүйн шийдэл байж болох юм. Эдгээр эрлийз системүүд нь хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахын зэрэгцээ хамгийн их үр ашгийг хангадаг.
3. Шинэ материал боловсруулах
Өндөр даралт болон хэт халуунд илүү тэсвэртэй шинэ материалыг үргэлжлүүлэн хөгжүүлэх болно. Эдгээр материалууд нь хэмнэлттэй, найдвартай байх тул CO2 зэрэг хөргөлтийн бодисыг илүү өргөн ашиглах боломжтой гэж үзэж байна.
4. Мэдрэгч болон хяналтын системийн сайжруулалт
Ирээдүйн агааржуулагчийн системүүд нь дэвшилтэт мэдрэгч болон хяналтын технологитой улам бүр нэгдэх болно. Энэ нь урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ, үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлэх боломжийг олгож, хүрээлэн буй орчинд хор хөнөөл учруулж болзошгүй хөргөлтийн алдагдал үүсэх магадлалыг бууруулна.
Дүгнэлт
Агааржуулагчийн байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн технологийг хөгжүүлэх нь илүү ногоон, илүү тогтвортой ирээдүй рүү чиглэсэн чухал алхам юм. Озоны давхаргыг цөөрүүлж, дэлхийн дулааралд хувь нэмэр оруулдаг хөргөлтийн бодисоос шилжсэнээр бид зөвхөн байгаль орчныг хамгаалаад зогсохгүй эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэх болно. Өртөг, технологи, зохицуулалтын хувьд бэрхшээлтэй байгаа ч уур амьсгалын өөрчлөлтийг бууруулах дэлхийн амлалт нь байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн бодисыг ашиглах нь ирээдүйд стандарт болно гэсэн найдварыг бидэнд төрүүлж байна. Цаашдын инноваци, судалгаа нь технологийн хил хязгаарыг тэлж, манай гарагийн хувьд илүү эрүүл агааржуулагчийн шийдлүүдийг бий болгох замыг нээж өгөх болно.
