Zastosowanie mieszanin z CO2 jako czynników roboczych w podkrytycznym autokaskadowym obiegu chłodniczym
Autor: mgr inż. Michał Sobieraj
Promotor: prof. dr hab. inż. Marian Rosiński
Promotor pomocniczy: dr inż. Piotr Ziętek
Praca doktorska obroniona z wyróżnieniem!
Rozprawa dotyczy badania możliwości zastosowania zeotropowej mieszaniny czynników roboczych, zawierającej CO2, w autokaskadowym obiegu chłodniczym. Rozwiązanie to umożliwia wykorzystanie naturalnego czynnika chłodniczego CO2 w warunkach podkrytycznych. W ramach rozprawy zbudowano stanowisko badawcze oraz przeprowadzono badania eksperymentalne i teoretyczne obiegu, z uwzględnieniem warunków wymiany ciepła w temperaturze poniżej punktu potrójnego dwutlenku węgla. W ramach wstępu i przeglądu literatury przedmiotu, scharakteryzowano bieżącą sytuację w dziedzinie chłodnictwa. Określono ograniczenia prawne dotyczące stosowania substancji fluorowanych jako czynników roboczych. Przedstawiono kolejne etapy rozwoju techniki chłodniczej, w kontekście poszukiwania czynników roboczych o jak najmniejszym wpływie na środowisko. Zauważono rosnącą popularność zastosowania dwutlenku węgla jako długoterminowego zamiennika syntetycznych czynników chłodniczych. Wymieniono zalety, wady i ograniczenia wynikające z wykorzystania CO2 w obiegach chłodniczych. Wysoka temperatura punktu potrójnego ogranicza możliwość stosowania czystego CO2 jako zamiennika substancji niskowrzących. Ze względu na niską temperaturę krytyczną, dwutlenek węgla stosowany jest głównie w układach transkrytycznych i kaskadowych. W ostatnich latach nastąpił także wzrost zainteresowania wykorzystaniem układów autokaskadowych, przy czym liczba publikacji dotyczących zastosowania CO2 w tych układach jest ograniczona. Na podstawie dostępnych opisów zastrzeżeń patentowych wyjaśniono zasadę działania układów autokaskadowych. Zdaniem autora rozprawy, układy te mogą stanowić rozwiązanie dla ograniczeń technicznych związanych ze stosowaniem CO2 jako czynnika chłodniczego. Wnioski płynące z wykonanego przeglądu literatury były podstawą do sformułowania tez, celu i zakresu niniejszej rozprawy doktorskiej, przedstawionych w rozdziale trzecim.