Исследовательская группа успешно разработала экологически чистый компрессор хладагента, используя электрохимический метод вместо механического. Разработка опубликована в журнале Renewable Energy.
В отличие от обычных хладагентов, содержащих ГФУ (гидрофторуглероды), которые разрушают озоновый слой и вызывают глобальное потепление, экологически чистые хладагенты (аммиак, R1234yf и т. д.) оказывают очень незначительное воздействие на окружающую среду. В соответствии с Кигалийской поправкой к Монреальскому протоколу, развитые страны Европы, а также США и Япония находятся в процессе перехода на экологически чистые хладагенты до полного отказа от использования ГФУ в 2024 году. Использование экологически чистых хладагентов безопасные хладагенты могут помочь предотвратить загрязнение окружающей среды и способствовать устойчивому развитию.
Механические компрессоры имеют ряд ограничений, таких как проблемы с долговечностью деталей из-за быстрого вращения, загрязнение хладагентов смазочными материалами и сильный шум. Поскольку электрохимические компрессоры не имеют движущихся частей и не требуют использования смазочных материалов, они могут помочь преодолеть недостатки обычных механических компрессоров. Кроме того, с помощью электрохимических компрессоров можно обеспечить постоянный расход при различных соотношениях давлений, а высокий КПД может помочь значительно увеличить COP (коэффициент полезного действия) теплового насоса.
Чтобы максимизировать энергосберегающий эффект теплицы на крыше, исследовательская группа разработала «оптимизированное решение для управления интеллектуальной фермой», способное контролировать каждый аспект системы, такой как кондиционирование воздуха, светодиоды и систему гидропоники, в соответствии с внешними погодными условиями и планирует продемонстрировать это решение с помощью продемонстрированной теплицы на крыше.
Совместная исследовательская группа разработала основные технологии, необходимые для производства экологически чистого электрохимического холодильного компрессора и проектирования системы, а также успешно провела испытательный запуск. С помощью недавно разработанного экологически безопасного электрохимического компрессора хладагента желаемую скорость потока и давление можно получить путем штабелирования.
В отличие от обычного механического сжатия, электрохимический компрессор сжимает хладагенты за счет движения ионов, заряжая ионообменную мембрану напряжением постоянного тока (постоянный ток), используя при этом водород в качестве газа-носителя. Кроме того, он также позволяет осуществлять изотермическое сжатие за счет применения технологии многослойного замораживания, при которой клетки накапливаются в виде стопки.
На сегодняшний день успешно сжаты хладагенты: аммиак, природный хладагент, и R1234yf, экологически чистый хладагент. Совместная исследовательская группа разработала элементы, способные надежно работать даже в повторяющихся условиях высокого давления , а также продемонстрировала герметичную конструкцию, предотвращающую утечку хладагентов при высоком давлении.
Кроме того, спроектировав канал, способный обеспечивать высокую производительность даже при высоком напряжении , совместная исследовательская группа преуспела в максимизации эффективности сжатия электрохимического компрессора.
Электрохимический компрессор способен обеспечить желаемую степень сжатия независимо от размера и может обеспечить стабильную скорость потока в соответствии со степенью сжатия с превосходной эффективностью. Поэтому его можно использовать не только для строительства высокоэффективных установок и тепловых насосов, но и для построения небольших систем. В частности, поскольку электрохимический компрессор аммиака можно использовать для сжатия аммиака, даже если аммиак действует как переносчик водорода, его также можно использовать для строительства водородной инфраструктуры.
Совместную исследовательскую группу возглавили главный научный сотрудник Корейского института машин и материалов (KIMM) Ён Ким, института, находящегося под юрисдикцией Министерства науки и информационных технологий, и профессора Ким Мин Сун и Ким Донг Кю из Чон-Кю. Университет Анг
Янг Ким говорит: «Экологичный электрохимический холодильный компрессор очень эффективен и занимает небольшую площадь, что делает его экономически привлекательным». Доктор Ким добавил: «Мы планируем разработать систему теплового насоса с использованием этой технологии, чтобы способствовать достижению цели достижения углеродно-нейтрального уровня к 2050 году».
