Анотація до роботи:

Ржесік К.А. Підвищення надійності і безпеки побутових холодильників, які працюють на ізобутані. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.05.14 - холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціювання. Одеська державна академія холоду. - Одеса, 2008.

Виконано аналіз відмов в роботі побутових холодильників через витоки в них ізобутану і мікроушкоджень їхньої компресорної системи. Розроблений і обґрунтований комплексний метод стендових досліджень побутових холодильників, що працюють із витоками ізобутану в лініях нагнітання і всмоктування, термодинамічних і теплофізичних процесів у побутових холодильниках при витоках у них холодоагенту на різних ділянках магістралей, формування, займання від теплового імпульсу і горіння ізобутаноповітряної суміші біля місця розгерметизації компресорної системи з урахуванням факторів зовнішнього середовища, а також ступеня пожежонебезпеки, що створюється при цьому. Сформульована з урахуванням результатів виконаних досліджень концептуальна основа забезпечення надійності і безпеки побутових холодильників, що працюють на ізобутані, яка має бути реалізована на стадіях їхнього проектування, масового виробництва і сервісного обслуговування. Положення її повинні бути враховані в стандартах і керівництвах по технічній безпеці малої холодильної техніки.

У дисертації представлені експериментальні дані і теоретичні узагальнення для створення комплексної науково-технічної основи прогнозування і виключення аварійних ситуацій, пов'язаних з витоками ізобутану з компресорної системи побутових холодильників. При цьому встановлено наступне.

1. Характер та інтенсивність витоків ізобутану з лінії нагнітання, наявність або відсутність їх залежать від виду мікроушкодження (пористе або тріщинувате), стану системи «ізобутан - компресорне мастило», фазового стану холодоагенту.

2. Наявність у лінії нагнітання пористого мікроушкодження не представляє небезпеки взагалі, тріщинувате мікроушкодження в ній може руйнуватися під дією пульсацій робочого тіла і перетворюватися в макроушкодження: прогресуючий витік робочого тіла відбувається під дією перепаду тиску; існує можливість «промерзання» наскрізного пошкодження у випарнику морозильної камери.

3. Особливість роботи побутового холодильника з витоком ізобутану з лінії нагнітання - зниження тиску в компресорній системі і температури на поверхні випарника, роботи його при наявності наскрізного ушкодження в лінії всмоктування - підвищення тиску в нагнітальній лінії внаслідок підсмоктування атмосферного повітря (при цьому змінюються склад і властивості холодоагенту) і зниження температури на поверхні випарника.

4. Холодильна машина з оптимальною дозою заправлення ізобутану 67г починає працювати із КРЧ=1 у випадку витоку його з лінії нагнітання при залишковій масі 57г, а у випадку витоку з лінії всмоктування - при втраті маси 4,5г і підсмоктуванні 1,5г атмосферного повітря, причому зазначена маса ізобутану, що виділяється, гранична: при роботі компресора в режимі невідключення від електромережі в систему надходить повітря, неконденсуємість якого обумовлює небезпеку руйнування лінії нагнітання більшим надлишковим тиском робочого тіла.

5. Можливе накопичення значної маси ізобутану (не менш 1/3 оптимальної дози заправлення для ДХ-245) у донної частини закритих відділень холодильної шафи непрацюючого побутового холодильника, що має наскрізне ушкодження в блоці випарників, згоряння якої створює реальну термічну небезпеку.

6. При безнапірному витоку з компресорної системи, ізобутан «стікає» вниз навіть у висхідному повітряному потоці, що свідчить про помилковість установлення граничної дози заправлення ізобутану в компресорній системі (до 150г), виходячи із припущення про рівномірний розподіл його у випадку витоку в об’ємі приміщення, у якому вона перебуває.

7. Згоряння при функціонуванні холодильника «витікаючого» з холодильної шафи ізобутану (можливе займання його від зовнішнього теплового імпульсу, місце небезпечного знаходження якого залежить від напрямку і швидкості вентиляційного струменя) не створює у зв'язку зі швидкоплинністю (не більше 2с) небезпеки виникнення пожежі, однак реальна небезпека отримання опіків; при розташуванні джерела теплового імпульсу біля місця ушкодження магістралі холодильної машини, що перебуває під надлишковим тиском, спочатку запалюються пари компресорного мастила при температурі близько 270^оС, потім згоряють аерозоль та ізобутаноповітряна суміш; горіння в компресорно-конденсаторному відділенні холодильника робочого тіла, що спалахнуло від джерела запалювання у випадку макровитоку його з лінії нагнітання і роботи компресора, створює небезпеку виникнення пожежі (але не вибуху): відбувається загоряння пінополіуретанової теплоізоляції від діючого протягом 20...25с полум'я з температурою більше 665^оС.

8. Припустимо використання в холодильній камері побутового холодильника електротехнічних виробів, що входять у його конструкцію, без засобів вибухозахисту, доцільна зміна конструкції герметичного компресора - пускозахисне реле переноситься у верхню частину холодильної шафи або у вилку штепсельного рознімання для підключення холодильника до електромережі та холодильної шафи - влаштовуються дренажні канали для «стоку» ізобутану на випадок витоку його із всмоктувальної лінії.

Публікації автора:

1. Осокін, В.В. Про особливості ізобутану як робочого тіла в малій холодильній техніці та забезпечення безпеки під час її експлуатації / В.В. Осокін, К.А. Ржесік // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. / Донец. нац. ун-т економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – Донецьк : ДонНУЕТ, 2005. – Вип. 13. – С. 10-18.

2. Осокин, В.В. Об оценке степени пожаровзрывоопасности бытовых холодильников, работающих на изобутане / В.В. Осокин, К.А. Ржесик // Современные проблемы холодильной техники и технологии : сб. науч. тр. 4-ой междунар. науч. - техн. конф., г. Одесса, 21-23 сент. 2005 г. – Одесса, 2005. – С. 6-8.

3. Осокин, В.В. О физико-химических свойствах изобутана и основных принципах безопасности использования его в бытовой холодильной технике / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, В.Г. Матвиенко // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2005. - № 6 (98). – С. 9-12.

4. Осокин, В.В. Об особенностях процессов формирования и горения изобутановоздушной смеси в закрытой и раскрывающейся емкости / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, Ю.А. Селезнева // Холодильна техніка і технологія. - Одеса, 2006. - № 1 (99). – С. 23-26.

5. Осокин, В.В. Об особенностях воспламенения и горения изобутано-воздушной смеси при «вытекании» изобутана из раскрывшейся емкости и нахождении источника зажигания за ее пределами / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, Ю.А. Селезнева // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2006. - № 3 (101). – С. 33-40.

6. Про особливості зміни тиску та температури в холодильній системі побутового холодильника, що працює на ізобутані / В.В. Осокін, К.А. Ржесік, О.Б. Кудрін, Ю.А. Селезньова, Г.Є. Сиромятов, Р.В. Брюшков // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. / Донец. нац. ун-т економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – Донецьк : ДонДУЕТ, 2006. – Вип. 15. – С. 3-10.

7. Осокин, В.В. О влиянии вентиляционной струи на формирование, воспламенение от источника зажигания и горение изобутановоздушной смеси в окрестности, содержащей изобутан открывающейся емкости и внутри ее // В.В. Осокин, К.А. Ржесик, Ю.А. Селезнева // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2006. - № 5 (103) – С. 39-43.

8. Осокин, В.В. Об оценке возгораемости различных материалов в пламени горящей изобутановоздушной смеси возле лицевой поверхности бытового холодильника / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, Ю.А. Селезнева // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2007. - № 1 (105) – С. 13-18.

9. Про теплоенергетичні процеси у побутовому холодильнику під час мікро витоків ізобутану з лінії нагнітання холодильної машини / В.В. Осокін, К.А. Ржесік, О.Б. Кудрін, Ю.А. Селезньова, Г.Є. Сиромятов, Р.В. Брюшков // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. / Донец. нац. ун-т економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – Донецьк : ДонНУЕТ, 2007. – Вип. 16. – С. 63-70.

10. Об аварийной работе бытового холодильника в связи с микроутечками изобутана из линии нагнетания и оценки возможности возникновения при этом взрывопожароопасности / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, А.Б. Кудрин, Ю.А. Селезнева, Г.Е. Сыромятов, Р.В. Брюшков // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2007. – № 2 (106) – С. 10-16.

11. Про особливості витоків ізобутану через мікро ушкодження на різних ділянках лінії нагнітання холодильної машини й роботи при цьому побутового холодильника / В.В. Осокін, К.А. Ржесік, О.Б. Кудрін, Ю.А. Селезньова, Г.Є. Сиромятов, Р.В. Брюшков // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. / Донец. нац. ун-т економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – Донецьк : ДонНУЕТ, 2007. – Вип. 17. – С. 33-42.

12. Об утечках изобутана из линии нагнетания через микроповреждения и работе при этом бытового холодильника / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, А.Б. Кудрин, Ю.А. Селезнева, Г.Е. Сыромятов, Р.В. Брюшков // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2007. - № 3 (107) – С. 20-30.

13. О процессах в бытовом холодильнике, работающем на изобутане, при наличии сквозного повреждения в его испарительной системе / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, А.Б. Кудрин, Ю.А. Селезнева, Г.Е. Сыромятов, Р.В. Брюшков // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2007. – № 4 (108) – С. 11-17.

14. Об особенностях процессов в холодильной системе бытового холодильника и его работы при утечке изобутана из линии разрежения / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, В.Г. Матвиенко, Ю.А. Селезнева // Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій. – Одеса, 2007. – Вип. 31. – т.1. – С. 143-149.

15. О процессах в бытовом холодильнике, имеющем сквозное повреждение в испарительной системе, после полного отключения от электросети его компрессора, работавшего в режиме с КРВ=1 / В.В. Осокин, К.А. Ржесик, А.Б. Кудрин, Ю.А. Селезнева, Г.Е. Сыромятов, Р.В. Брюшков // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2007. - № 5 (109) – С. 18-24.

Є 9 додаткових публікацій, серед яких:

1. Пат. 14686 U UA F25B9/00. Компресор побутового холодильника, що працює на ізобутані / В.В. Осокін, М.П. Зборщик, К.А. Ржесік, Ю.А. Селезньова, Г.Є. Сиромятов ; Донец. нац. техн. ун-т. - № 20052050; заявлено 15.12.2005 ; опубл. 15.05.2006, Бюл. № 5.

2. Пат. 20315 U UA F25B9/00. Холодильна шафа побутового холодильника, що працює на вибухопожежонебезпечному холодоагенті ізобутані / В.В. Осокін, К.А. Ржесік, Ю.А. Селезньова, Г.Є. Сиромятов; Донец. держ. ун-т економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – № 200608432; заявлено 27.07.2006 ; опубл. 15.01.2007, Бюл. № 1.

Особистий внесок здобувача: [1] - аналіз проблеми і перспектив використання ізобутану в холодильній техніці; [3] - аналітичні дослідження, розрахунки і висновки; [2, 4-12] - постановка завдань, участь в експериментальних дослідженнях, обробка отриманих результатів, висновки; [13-15] - постановка завдань, аналітичні і експериментальні дослідження, обробка результатів експериментальних досліджень, висновки.