Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants
Modern requirements for refrigeration equipment include the cessation of the use of systems with refrigerants that destroy the ozone layer, as well as a gradual reduction in the use of refrigerants with a high impact on global warming. The current task is to replace an environmentally unacceptable r...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
2025
|
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/328253 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Institution
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-328253 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-06-25T17:06:05Z |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| format |
Article |
| author |
Мольський, С. М. Мольський, О. С. Воронцова, А. Л. |
| spellingShingle |
Мольський, С. М. Мольський, О. С. Воронцова, А. Л. Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants |
| author_facet |
Мольський, С. М. Мольський, О. С. Воронцова, А. Л. |
| author_sort |
Мольський, С. М. |
| title |
Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants |
| title_short |
Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants |
| title_full |
Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants |
| title_fullStr |
Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants |
| title_full_unstemmed |
Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants |
| title_sort |
complex approach to the conversion of existing refrigeration systems to a2l group refrigerants |
| title_alt |
Комплексний підхід до переведення існуючих холодильних систем на холодоагенти групи А2L Комплексний підхід до переведення існуючих холодильних систем на холодоагенти групи А2L |
| description |
Modern requirements for refrigeration equipment include the cessation of the use of systems with refrigerants that destroy the ozone layer, as well as a gradual reduction in the use of refrigerants with a high impact on global warming. The current task is to replace an environmentally unacceptable refrigerant with a neutral refrigerant for ozone and with a low global warming potential. The purpose of this paper is to develop and demonstrate a multivariate approach to the analysis of the specified problem – replacing HCFC and HFC refrigerants with refrigerants of the A2L group with a global warming potential below 500. Special attention is paid to the potential for increasing the productivity and energy efficiency of the refrigeration system. The following research tasks are solved in the paper: the impact of refrigerant replacement on the operation of the main elements of the system is determined; means and methods for increasing the cooling capacity of the refrigeration system when replacing the refrigerant are proposed; methods for increasing the energy efficiency of the refrigeration system are developed. The main changes in the operation of a refrigeration machine when replacing with a refrigerant of group A2L are identified in the paper. Namely, it is determined that the compressor performance changes, the lubricant needs to be replaced, it is necessary to take into account the influence of temperature glide, as well as changes in the operation of the condenser and evaporator. To increase the cooling capacity of a refrigeration machine, the following means and methods are proposed: selection of a refrigerant that can provide the required cooling capacity; increasing the compressor capacity either by frequency regulation or by installing an additional compressor; minimizing pressure losses in the hot steam and suction pipelines; reducing the temperature gradient on the condenser and evaporator; reducing the air temperature at the condenser inlet by adiabatic cooling; additional subcooling of the liquid refrigerant; optimizing the operating modes of the unit. The most effective method is determined – reducing the temperature difference between the condensation and boiling temperatures in the largest number of hours of the annual cycle. |
| publisher |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/328253 |
| work_keys_str_mv |
AT molʹsʹkijsm complexapproachtotheconversionofexistingrefrigerationsystemstoa2lgrouprefrigerants AT molʹsʹkijos complexapproachtotheconversionofexistingrefrigerationsystemstoa2lgrouprefrigerants AT voroncovaal complexapproachtotheconversionofexistingrefrigerationsystemstoa2lgrouprefrigerants AT molʹsʹkijsm kompleksnijpídhíddoperevedennâísnuûčihholodilʹnihsistemnaholodoagentigrupia2l AT molʹsʹkijos kompleksnijpídhíddoperevedennâísnuûčihholodilʹnihsistemnaholodoagentigrupia2l AT voroncovaal kompleksnijpídhíddoperevedennâísnuûčihholodilʹnihsistemnaholodoagentigrupia2l |
| first_indexed |
2025-07-17T11:57:07Z |
| last_indexed |
2025-09-17T09:27:52Z |
| _version_ |
1850411889612292096 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-3282532025-06-25T17:06:05Z Complex Approach to the Conversion of Existing Refrigeration Systems to A2L Group Refrigerants Комплексний підхід до переведення існуючих холодильних систем на холодоагенти групи А2L Комплексний підхід до переведення існуючих холодильних систем на холодоагенти групи А2L Мольський, С. М. Мольський, О. С. Воронцова, А. Л. Modern requirements for refrigeration equipment include the cessation of the use of systems with refrigerants that destroy the ozone layer, as well as a gradual reduction in the use of refrigerants with a high impact on global warming. The current task is to replace an environmentally unacceptable refrigerant with a neutral refrigerant for ozone and with a low global warming potential. The purpose of this paper is to develop and demonstrate a multivariate approach to the analysis of the specified problem – replacing HCFC and HFC refrigerants with refrigerants of the A2L group with a global warming potential below 500. Special attention is paid to the potential for increasing the productivity and energy efficiency of the refrigeration system. The following research tasks are solved in the paper: the impact of refrigerant replacement on the operation of the main elements of the system is determined; means and methods for increasing the cooling capacity of the refrigeration system when replacing the refrigerant are proposed; methods for increasing the energy efficiency of the refrigeration system are developed. The main changes in the operation of a refrigeration machine when replacing with a refrigerant of group A2L are identified in the paper. Namely, it is determined that the compressor performance changes, the lubricant needs to be replaced, it is necessary to take into account the influence of temperature glide, as well as changes in the operation of the condenser and evaporator. To increase the cooling capacity of a refrigeration machine, the following means and methods are proposed: selection of a refrigerant that can provide the required cooling capacity; increasing the compressor capacity either by frequency regulation or by installing an additional compressor; minimizing pressure losses in the hot steam and suction pipelines; reducing the temperature gradient on the condenser and evaporator; reducing the air temperature at the condenser inlet by adiabatic cooling; additional subcooling of the liquid refrigerant; optimizing the operating modes of the unit. The most effective method is determined – reducing the temperature difference between the condensation and boiling temperatures in the largest number of hours of the annual cycle. Сучасні вимоги до холодильної техніки передбачають припинення використання системі з холодоагентами, що руйнують озоновий шар, а також поступове зменшення застосування холодоагентів із високим показником впливу на глобальне потепління. З огляду на сказане актуальним завданням сьогодення є заміна екологічно неприйнятного холодоагенту на нейтральний холодоагент до озону і з низьким потенціалом глобального потепління. Мета даної роботи – розроблення й демонстрація багатоваріантного підходу при аналізі зазначеної проблеми – заміни холодоагентів HCFC та HFC, на холодоагенти групи А2L із потенціалом глобального потепління нижче 500. Особлива увага приділена потенціалу підвищення продуктивності й енергоефективності холодильної системи. У статті розв’язано наступні задачі дослідження: визначено вплив заміни холодоагенту на роботу основних елементів системи; запропоновано засоби і методи підвищення холодопродуктивності холодильної системи при заміні холодоагенту; розроблено методи підвищення енергетичної ефективності холодильної системи. Визначено основні змінення у роботі холодильної машини при заміні на холодоагент групи А2L, а саме встановлено, що при цьому змінюються показники компресора, потребується заміна мастила, необхідно враховувати вплив температурного глайду, а також змінення у роботі конденсатора та випарнику. Для підвищення холодопродуктивності холодильної машини запропоновано наступні засоби і методи: підбір холодоагенту, що може забезпечити необхідну холодопродуктивність; підвищення продуктивності компресора або частотним регулюванням, або встановленням додаткового компресора; мінімізація витрат тиску в трубопроводах гарячої пари і всмоктування; зменшення градієнту температур на конденсаторі й випарнику; зниження температури повітря на вході в конденсатор адіабатним охолодженням; додаткове переохолодження рідкого холодоагенту; оптимізація режимів роботи установки. Встановлено найбільш ефективний метод – зменшення перепаду температур між температурами конденсації та кипіння у найбільшій кількості годин річного циклу. Сучасні вимоги до холодильної техніки передбачають припинення використання системі з холодоагентами, що руйнують озоновий шар, а також поступове зменшення застосування холодоагентів із високим показником впливу на глобальне потепління. З огляду на сказане актуальним завданням сьогодення є заміна екологічно неприйнятного холодоагенту на нейтральний холодоагент до озону і з низьким потенціалом глобального потепління. Мета даної роботи – розроблення й демонстрація багатоваріантного підходу при аналізі зазначеної проблеми – заміни холодоагентів HCFC та HFC, на холодоагенти групи А2L із потенціалом глобального потепління нижче 500. Особлива увага приділена потенціалу підвищення продуктивності й енергоефективності холодильної системи. У статті розв’язано наступні задачі дослідження: визначено вплив заміни холодоагенту на роботу основних елементів системи; запропоновано засоби і методи підвищення холодопродуктивності холодильної системи при заміні холодоагенту; розроблено методи підвищення енергетичної ефективності холодильної системи. Визначено основні змінення у роботі холодильної машини при заміні на холодоагент групи А2L, а саме встановлено, що при цьому змінюються показники компресора, потребується заміна мастила, необхідно враховувати вплив температурного глайду, а також змінення у роботі конденсатора та випарнику. Для підвищення холодопродуктивності холодильної машини запропоновано наступні засоби і методи: підбір холодоагенту, що може забезпечити необхідну холодопродуктивність; підвищення продуктивності компресора або частотним регулюванням, або встановленням додаткового компресора; мінімізація витрат тиску в трубопроводах гарячої пари і всмоктування; зменшення градієнту температур на конденсаторі й випарнику; зниження температури повітря на вході в конденсатор адіабатним охолодженням; додаткове переохолодження рідкого холодоагенту; оптимізація режимів роботи установки. Встановлено найбільш ефективний метод – зменшення перепаду температур між температурами конденсації та кипіння у найбільшій кількості годин річного циклу. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2025-06-25 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/328253 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 28 No. 1 (2025); 19-32 Проблемы машиностроения; Том 28 № 1 (2025); 19-32 Проблеми машинобудування; Том 28 № 1 (2025); 19-32 2709-2992 2709-2984 en uk https://journals.uran.ua/jme/article/view/328253/322526 https://journals.uran.ua/jme/article/view/328253/322527 Copyright (c) 2025 С. М. Мольський, О. С. Мольський, А. Л. Воронцова http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |