Раздел 2
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ АЛЬТЕРНАТИВ ПРИ ПЕРЕВОДЕ ХОЛОДИЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ НА СОВРЕМЕННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ АГЕНТЫ
2.1. Анализ процесса принятия решения о выборе холодильного агента.
Формирование структуры приоритетов и иерархии целей
Выбор хладагента связан с необходимостью анализа совокупности часто
противоречивых свойств и качеств: физико-химических, термодинамических,
технологических, эксплуатационных, экономических, экологических. Необходимо
учитывать различные ситуации выбора и варианты требований, предъявляемых к
веществу, в зависимости от условий его эксплуатации и области применения. Эти
требования можно объединить в следующие группы [137 - 138]:
экологические – озонобезопасность, отсутствие воздействия на радиационный
баланс планеты, негорючесть и нетоксичность;
термодинамические – высокая объемная холодопроизводительность; низкая
температура кипения при атмосферном давлении; невысокое давление конденсации;
высокая теплопроводность; малые плотность и вязкость хладагента, обеспечивающие
сокращение гидравлических потерь на трение и местных сопротивлений при его
транспортировке; максимальная приближенность к заменяемым хладагентам по
давлениям, температурам, удельной объемной холодопроизводительности и
холодильному коэффициенту;
эксплуатационные – термохимическая стабильность, химическая совместимость с
материалами и холодильными маслами, достаточная взаимная растворимость с маслом
для обеспечения его циркуляции; технологичность применения; негорючесть и
невзрывоопасность; способность растворять воду, незначительная текучесть;
наличие запаха, цвет и т. д.;
экономические – наличие товарного производства, низкая себестоимость
хладагента, низкие затраты на ремонт и переоборудование, низкие затраты на
утилизацию вещества и др.
Получение вещества, отвечающего всем перечисленным требованиям и сочетающего в
себе исключительно позитивные качества, маловероятно. В процессе выбора
вещества может складываться ситуация, когда улучшение одного из показателей, в
частности, экологических, сопровождается ухудшением другого. Увеличение числа
атомов водорода ведет к ухудшению показателей локального воздействия на среду -
росту взрывоопасности и горючести, увеличению токсичности и реакционности.
Присутствие атомов фтора ведет к росту парникового потенциала, а атомов хлора –
к росту озоноактивности. Вместе с тем озоноразрушающий эффект частично
галогенизированных фреонов может составлять всего 2 - 10% от эффекта полностью
замещенных. Однако даже вещества с благоприятными экологическими свойствами
далеко не равнозначны по своим качествам.
Адекватная оценка экологических качеств веществ возможна при достаточно полном
учете прямых и косвенных воздействий на природную среду. Косвенное воздействие
хладагента связано с его изготовлением и эксплуатацией. Экологическое
совершенство рабочего агента зависит от затрат энергии в цикле, и,
следовательно, косвенных, при производстве этой энергии, выбросов в атмосферу
вредных веществ, в том числе токсичных, озоноактивных, а также парниковых
газов.
Согласно оценкам, выполненным в работах [122, 139-142] потребление энергии
обуславливает более 80% суммарного ущерба от негативных косвенных экологических
воздействий. При правильной эксплуатации риск утечек рабочего вещества из
практически герметичной системы редко превышает допустимый уровень.
Непосредственная (прямая) глобальная и локальная опасность циркулирующего в
холодильной системе рабочего тела может оказаться значительно ниже опасности,
связанной с косвенной эмиссией вредных веществ в процессе производства
энергии.
Таким образом, для осуществления выбора необходимо разработать систему оценок,
которая позволила бы учитывать весь спектр показателей и отразила бы возможный
прямой и косвенный ущерб, связанный с применением хладагента. Такая система
оценок может быть сформирована по рецептам решения многокритериальных задач,
позволяющим осуществить поиск компромисса между противоречивыми целями.
Начальным этапом анализа процесса выбора хладагента является формализация
экологических целей и формирование критериев оценки опасности, количественно
характеризующих степень достижения этих целей.
Задача выбора холодильного агента и оценки его перспективности на рынке может
быть представлена как операция поиска наиболее подходящей альтернативы:
необходимо выбрать такой единственный хладагент r из множества допустимых
альтернативных хладагентов R, который бы наилучшим образам удовлетворял
поставленным требованиям. Соответствие той или иной альтернативе можно описать
с помощью целевой функции u(r). Если при сравнении целевых функций или
критериев эффективности нескольких альтернатив получается следующее неравенство
u(r1) < u(r2), то можно считать, что альтернатива r1 предпочтительней
альтернативы r2. Следовательно, задача выбора сводится к отысканию минимума
функции u(r) на множестве допустимых альтернатив R. Выявление наиболее
соответствующих по заданному упорядочению альтернатив и последовательный
«отсев» заведомо плохих решений облегчает задачу выбора вещества. Однако, если
цели противоречивы, а критерии оценки опасности имеют минимум в разных точках
множества альтернатив, то может не существовать выбора, который наилучшим
образом соответствовал бы каждой цели. Тогда решение представляет собой процесс
поиска области компромисса [143-146].
Для формирования критериев эффективности и методов их оценки необходимо
определить цели и приоритеты потребителя. В зависимости от ранжированных
приоритетов может также строиться процедура пос
- Київ+380960830922