Naukowcy z Politechniki Śląskiej starają się zastąpić szkodliwe freony w urządzeniach chłodniczych dwutlenkiem węgla(CO2). Novum i istotnym elementem urządzeń chłodniczych z CO2 jest "eżektor". Jak wyjaśnia PAP pracujący nad metodą prof. Andrzej J. Nowak z Instytutu Techniki Cieplnej PŚl, w każdym urządzeniu chłodniczym, np. domowej lodówce, pracuje tzw. czynnik chłodniczy. Najczęściej jego funkcję pełnią freony (czyli chloro- i fluoropochodne węglowodorów alifatycznych) lub amoniak.

Polacy próbują wyeliminować freony z urządzeń chłodniczych
sxc.hu"Wszystkie obecnie stosowane czynniki chłodnicze są w różnym stopniu niebezpieczne i szkodliwe dla środowiska. Wiele z nich jest łatwopalnych, trujących i prawie wszystkie przyczyniają się do niszczenia warstwy ozonowej potęgując efekt cieplarniany" - mówi prof. Nowak. Dlatego - zaznacza - niezwykle ważne jest, by w procesie napełniania urządzenia, jego awarii, czy też zwykłej wymiany czynnika, nie wyciekł on do otoczenia. Niestety stosowane obecnie szkodliwe czynniki łatwo ulatniają się do atmosfery z nieszczelnych instalacji.

"Tymczasem właściwości bardzo pożądane z punktu widzenia procesów cieplnoprzepływowych zachodzących w urządzeniach chłodniczych ma dwutlenek węgla"
- podkreśla rozmówca PAP.

W dodatku - zapewnia naukowiec - jest on gazem naturalnym, niepalnym i nie jest trujący, o ile występuje w małych ilościach. "Nie poraża naszych organów, choć jego stężenie w powietrzu, którym oddychamy nie może być zbyt wysokie" - zaznacza. Te wszystkie cechy sprawiają, że może być z powodzeniem używany w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła zamiast szkodliwych freonów.

"Dwutlenek węgla, powstający w procesie spalania węgla i produkcji energii w ogromnych ilościach trafia do atmosfery i staje się niepożądanym gazem cieplarnianym. My nie chcemy ani +produkować+ żadnego dodatkowego CO2, ani dopuścić do wprowadzania go do atmosfery. Będziemy go pozyskiwali od tych, którzy go składują - i w ten sposób pomożemy im pozbyć się części kłopotu - lub wytwarzają" - zaznacza prof. Nowak.

Istotnym elementem urządzeń chłodniczych z CO2, nad którymi pracują gliwiccy naukowcy jest "eżektor".

"W tym urządzeniu przepływowym ciekły CO2, płynący z prędkością bliską prędkości dźwięku, miesza się z gazowym dwutlenkiem węgla. Odpowiedni kształt dysz eżektora zapewnia optymalny poziom temperatury i ciśnienia przepływającego CO2" - tłumaczy prof. Nowak.

Wyjaśnia, że zastosowanie eżektora i CO2 w urządzeniach chłodniczych przekłada się także na odpowiednią sprawność urządzenia. "Zużycie energii przez urządzenie chłodnicze z eżektorem jest w większości przypadków mniejsze, co oznacza to, że jego eksploatacja zapewniająca ten sam efekt co rozwiązanie klasyczne, będzie nas mniej kosztować" - zapewnia naukowiec.

"Oszczędność energii w porównaniu do rozwiązań klasycznych bez eżektora zależy od kilku czynników i waha się od paru do kilkunastu punktów procentowych" - dodaje.

Rozwiązania proponowane przez naukowców w przyszłości mogą być wykorzystywane w urządzeniach chłodniczych i klimatyzatorach przemysłowych, mobilnych układach klimatyzacyjnych np. samochodów ciężarowych, w pompach ciepła itp.

"Każde urządzenie chłodnicze czy klimatyzator posiada dwa wymienniki ciepła. Jeden z nich - parowacz - znajduje się w pomieszczeniu chłodzonym/klimatyzowanym. W tym parowaczu oziębiony w eżektorze CO2 pobiera ciepło, ochładzając powietrze w pomieszczeniu. Ciepło to jest następnie transportowane przez czynnik chłodniczy do drugiego wymiennika. Wymiennik ten znajduje się na zewnątrz chłodzonego pomieszczenia - zwykle jest to otoczenie - i tam oddawane jest ciepło. W taki sposób uzyskujemy efekt chłodzenia i/lub klimatyzacji pomieszczeń" - opisuje specjalista.

"Naszym partnerem w projekcie jest SINTEF, największa, niezależna instytucja badawcza w Skandynawii z siedzibą w Trondheim. Cały projekt jest finansowany przez Norwegię w ramach Norweskiego Mechanizmu Finansowego" - mówi prof. Nowak.

Jego zdaniem, są dość duże szanse na to, że zarówno technologia wykorzystania CO2 jako czynnika chłodniczego, jak i stosowanie eżektorów znajdą zastosowanie w praktyce.

"Już w tej chwili partnerzy przemysłowi w Europie - z Włoch i Czech - testują w swoich instalacjach eżektory opracowane w ramach projektu. Czynnikiem roboczym w tych instalacjach jest właśnie CO2. Ciągle jednak czeka nas pewna droga do przebycia"
- zaznacza.

PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska
Foto: sxc.hu



Źródło: PAP - Nauka w Polsce