Авторы

Современное состояние и перспективы развития холодильного компрессоростроения. Часть 2. Технологии и наука

УДК 621.56

Современное состояние и перспективы развития холодильного компрессоростроения. Часть 2. Технологии и наука

Пронин В. А., Кованов А. В., Цветков В.А.

Аннотация
Холодильное компрессоростроение – это значительная область в холодильной отрасли, обладающая высокой энергоемкостью и в то же время огромным потенциалом к энергоэффективным решениям. Общая тенденция в холодильной технике, основанная на Кигалийской поправке, ставит задачи совершенствования и создания новых образцов компрессорной техники. От возможности решения данных вопросов в глобальном смысле зависит и перспектива развития всей холодильной индустрии в дальнейшем. При этом, на фоне происходящих геополитических событий и корректив, которые вносит пандемия (Covid-19), особый интерес вызывает текущее состояние развития холодильного компрессоростроения. Рассмотрев ранее данный вопрос с общих позиций современного развития рынка, были отмечены особенности для каждой из объемных технологий компримирования и областей их применения. В настоящей статье для полноценного освещения темы, поставлена цель выяснить состояние науки и новых производственных решений, их соответствие запросам рынка, главным образом перспективность винтовых и спиральных компрессоров. Несомненно, следует отметить новые цифровые технологии, которые кардинально влияют, как на процессы в исследованиях, так и на производственные процессы, внося новую веху в проектирование и выпуск готовой продукции. Особое внимание уделено состоянию развития связей научно-исследовательских центров с производством, т.к. именно такое взаимодействие дает наилучший результат. В частности, с этих позиций в данной статье рассмотрены, как общемировые, так и отечественные тенденции развития холодильного компрессоростроения.

Ключевые слова: холодильный компрессор, развитие технологии компрессоров, компрессоростроение, холодильная промышленность, тенденции в холодильной индустрии.

Список литературы

1. Пронин В.А., Кованов А.В., Цветков В.А.Современное состояние и перспективы развития холодильного компрессоростроения. Часть 1. Рынок и производство. // Вестник Международной академии холода. 2023. № 1. С. 10-22. DOI: 10.17586/1606-4313-2023-22-1-10-22

2. Резолюция, принятая Генеральной Ассамблеей ООН 25 сентября 2015 года: «Преобразование нашего мира: Повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года». [Электронный ресурс]: https://unctad.org/system/files/official-document/ares70d1_ru.pdf. Дата обращения: 20.10.2022.

3. Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ (ред. от 11.06.2021) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

4. Указ Президента Российской Федерации от 13.05.2019 № 216 «Об утверждении Доктрины энергетической безопасности Российской Федерации»

5. Указ Президента РФ от 01.12.2016 № 642 (ред. от 15.03.2021) «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации».

6. Пронин В.А., Кованов А.В., Калашникова Е.А., Цветков В.А.Перспектива использования озонобезопасных хладагентов с низким потенциалом глобального потепления в спиральных компрессорах. Часть 1. // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2021. Т. 5. № 4. С. 9-16.

7. Пронин В.А., Кованов А.В., Калашникова Е.А., Цветков В.А.Перспектива использования озонобезопасных хладагентов с низким потенциалом глобального потепления в спиральных компрессорах. Исследования и практика применения R744 и R290. Часть 2. // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2022. Т. 6. № 1. С. 14-21.

8. Пронин В.А., Цветков В.А., Кованов А.В., Михайлова Е.Н.Математическая модель процесса регулирования производительности винтового однороторного компрессора регулятором производительности в виде поворотного регулировочного кольца // Вестник Международной академии холода. 2022. № 2. С. 13-20. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-2-13-20

9. Salman A.S., Kochenkov N.V., Sulin A.B., Arendateleva S.I., Lysev V.I.Methodology for considering climatic information during the analysis of the air conditioning systems energy efficiency//AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2486. No. 1. pp. 020017.

10. Камара С., Сулин А.Б., Лысев В.И.Аналитическое исследование производительности коллектора комбинированного типа для солнечного нагрева и ночного радиационного охлаждения // Вестник Международной академии холода. 2022. № 1(82). С. 26-36.

11. Sulin A.B., Muraveinikov S.S., Sankina Y., Ryabova T.V., Devyatova O.Algorithm for preventive regulation of the ventilation system//AIP Conference Proceedings, 2021, Vol. 2412, pp. 030028

12. Evangelos B., Christos T.Incorporation of an organic Rankine cycle in a transcritical booster CO₂ refrigeration system // International Journal of Energy Research. 2020. Vol. 44. No. 10. pp. 7974-7988.

13. Zheng S., Wei M., Hu C., Song P., Tian R.Flow characteristics of tangential leakage in a scroll compressor for automobile heat pump with CO₂ // Science China Technological Sciences. 2021.Vol. 64.No. 5. pp. 971-983.

14. Zheng S., Wei M., Song P., Hu C., Tian R.Thermodynamics and flow unsteadiness analysis of trans-critical CO₂ in a scroll compressor for mobile heat pump air-conditioning system // Applied Thermal Engineering. 2020.Vol. 175.pp. 115368.

15. Блинов В.Л., Богданец С.В.Цифровые двойники турбомашин: учебное пособие. Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2022. 162 с.

16. Кожухов Ю.В., Карташов С.В., Аксенов А.А.Цифровые двойники объектов компрессорных станций, установок подготовки газа и турбодетандеров // Газотранспортные системы: настоящее и будущее (GTS-2019). 2019. С. 58-58.

17. Иванов В.М., Кожухов Ю.В.Повышение качества проектирования малорасходных ступеней центробежных компрессоров путем создания базы данных виртуальных рабочих колес по результатам CFD-моделирования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т. 19. №. 1. С. 83-93.

18. Цветков В.А., Жигновская Д.В. Предпосылки и основные положения разработки модели «цифрового двойника» ВКО в концепции системы «Фабрик будущего» // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. 2021. [Электронный ресурс]: https://kmu.itmo.ru/digests/article/6147.

19. Научно-инжиниринговая группа «Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и системы транспорта и переработки газа». [Электронный ресурс]: https://kviht.ru/наши-программные-продукты/ Дата обращения: 02.11.2022.

20. Прилуцкий И.К., Прилуцкий А.И., Маковеева А.С., Молодов М.А.Алгоритм создания в программе КОМДЕТ-М рабочих веществ произвольного состава: учебное пособие. СПб: Университет ИТМО, 2018. 79 с.

21. Маковеева А.С. и др.Практическое использование программы КОМДЕТ-М для оптимизации конструкции поршневых компрессоров. // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». 2014. № 3. С. 50-60.

22. Рекомендации АО «Холодмаш» по выбору компрессоров // Холодильная техника. 2002. Т. 91. №6. C. 9-10.

23. Tsvetkov V.A., Pronin V.A., Arendateleva S.I., Kovanov A.V., Ryabova T.V. Approachto the selection of ship compressor equipment using statistical data processing methods // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2486.pp. 020020

24. Singh S., Dasgupta M.S.Performance evaluation of a CO₂ scroll expander for work recovery using artificial neural network // Science and Technology for the Built Environment. 2018.Vol. 24.No. 6.pp. 580-587.

25. Buisson M.Un lien Industrie-Université via les stages estudiantins // CFM 2017-23ème Congrès Français de Mécanique. – AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc-92400 Courbevoie, 2017.

26. Баранов И.В., Пивинский А.А., Дубровин С.А., Тутова М.С., Сорокин С.А.Анализ лучших мировых практик подготовки кадров в сфере холодильной техники и кондиционирования и возможности их применения на территории Ленинградской области // Холодильная техника. 2020. № 4. С. 32-35.

27. Цыганков А.В., Гримитлин А.М. Состояние и перспективы развития систем кондиционирования воздуха // Вестник Международной академии холода. 2013. № 4. С. 47-50.

28. Ziviani D., Dickes R., Quoilin S., Lemort V., Paepe M.D., Broek M.V.Organic Rankine cycle modelling and the ORCmKit library: analysis of R1234ze(Z) as drop-in replacement of R245fa for low-grade waste heat recovery // The 29th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems. 2016. pp. 1-13.

29. Ziviani D., Gusev S., Schuessler S., Abdennacer A., Braun J., Groll E., Paepe M., Martijn B.Employing a Single-Screw Expander in an Organic Rankine Cycle with Liquid Flooded Expansion and Internal Regeneration. // The 29th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems. 2016. pp. 1-13.

30. Винтовой однороторный маслозаполненный компрессор. Патент РФ 199030: МПК7 F04 C18/16 / Кузнецов Л.Г., Кузнецов Ю.Л., Пронин В.А., Бураков А.В., Божедомов А.В., Котлов Н.А.; заявитель и патентообладатель АО "Компрессор", заявл. 2020114579; опубл. 07.08.2020, Бюл. № 22.

31. Однороторный винтовой компрессор. Патент РФ 212922: МПК7 F04 C18/52 / Кузнецов Л.Г., Кузнецов Ю.Л., Пронин В.А., Бураков А.В., Божедомов А.В., Цветков В.А. заявитель и патентообладатель АО "Компрессор", – заявл. 2022116811; опубл. 21.06.2022, Бюл. № 23.

32. Прилуцкий И.К., Молодова Ю.И., Татаренко Ю.В.Сравнительный анализ методов расчета процесса теплообмена в ступенях компрессоров объемного принципа действия // Вестник Международной академии холода. 2022. № 4. С. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-4-15-20

33. Однороторный винтовой маслозаполненный компрессор. Патент РФ 212931: МПК7 F04 C18/52 / Пронин В.А., Цветков В.А. заявитель и патентообладатель Университет ИТМО, заявл. 2022118019; опубл. 01.07.2022, Бюл. № 23.

34. Кованов А.В.Обзор рынка спиральных компрессоров, некоторые аспекты развития технологии // Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. 2020. Т. 1. С. 113-119.

35. Kenji Y., Hideto N., Mihoko S.Development of Large Capacity CO₂ Scroll Compressor // International Compressor Engineering Conference. 2008, pp. 1189

36. Emerson. The new cool. CO₂ scroll technology for booster systems: Our solution to your challenges [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.coolingpost.com/products/emerson-boost-for-co2-scroll-technology/ Дата обращения: 10.11.2022.

37. Ибрагимов Е.Р.Разработка основных параметров построения ряда спиральных компрессоров: отчет о НИР (промежуточ.): 3903-01 / ЗАО "НИИТурбокомпрессор". Казань, 2001. С. 13. Инв.№ 2542.60.

Читать статью полностью