SavedAdd your journal

Journals / Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi / 2014 / Cilt: 34 - Sayı: 2

THERMODYNAMIC ANALYSIS OF EXPANDER USAGE IN TWO STAGE- TRANSCRITICAL R744 COOLING SYSTEMS

ÇİFT KADEMELİ TRANSKRİTİK R744 SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE GENLEŞME TÜRBİNİ KULLANIMININ TERMODİNAMİK ANALİZİ

Abdullah ALAN
Arif Emre ÖZGÜR
Hilmi Cenk BAYRAKÇI
Pages
91–97
Publication Date
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Additionally, it is emphasized that there could be an optimum evaporation temperature concept, and the general approach for calculation of inter-stage pressure is a wrong practice for cycle efficiency

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this study, difference of the expansion valve and expander usage in two-stage, transcritical R744 (CO2) refrigeration cycle was analyzed thermodynamically.
📊
Key Findings & Data:By using expander instead of expansion valve in the cycle, COP and second law efficiency values increase 10% averagely.
💡
Conclusion & Impact:Additionally, it is emphasized that there could be an optimum evaporation temperature concept, and the general approach for calculation of inter-stage pressure is a wrong practice for cycle efficiency
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

In this study, difference of the expansion valve and expander usage in two-stage, transcritical R744 (CO2) refrigeration cycle was analyzed thermodynamically. Variable parameters on this study are gas cooler pressure, interstage pressure and evaporation temperature of refrigerant. Isentropic efficiency of the compressor is calculated by an empirical equation. COP and second law efficiency values of cycles are obtained by parametrical analysis. By using expander instead of expansion valve in the cycle, COP and second law efficiency values increase 10% averagely. Additionally, it is emphasized that there could be an optimum evaporation temperature concept, and the general approach for calculation of inter-stage pressure is a wrong practice for cycle efficiency

Özet

İki kademeli transkritik (kritik nokta üstü) R744 (CO2) soğutma çevriminde, genleşme valfi ve genleşme türbini kullanımının farklılığı termodinamik açıdan analiz edilmiştir. Çalışmada değişken parametreler gaz soğutucu basıncı, ara kademe basıncı ve soğutkanın buharlaşma sıcaklığıdır. Kompresörün izentropik verimi bir ampirik ifade ile hesaplanmıştır. Çevrimlerin COP ve ikinci yasa verimleri parametrik analizler ile elde edilmiştir. Çevrimde genleşme valfi yerine genleşme türbini kullanmak ile çevrimin COP ve ikinci yasa verimleri ortalama %10 artış göstermiştir. Ayrıca çevrim için bir optimum buharlaşma sıcaklığı kavramının olabileceği ve ara kademe basıncının hesaplanmasında kullanılan genel bir yaklaşımın, çevrim verimliliği için hatalı bir uygulama olacağı vurgulanmıştır

🔖

Cite This Article

ALAN, A., ÖZGÜR, A. E., BAYRAKÇI, H. C. (2022). THERMODYNAMIC ANALYSIS OF EXPANDER USAGE IN TWO STAGE- TRANSCRITICAL R744 COOLING SYSTEMS. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt: 34 - Sayı: 2, 91–97. https://ajindex.com/articles/542543

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (8)

  1. Alan, A., 2011, Çift Kademeli CO2' li Soğutma Sistemlerinde Genleşme Türbini Kullanımının Enerji Potansiyeline Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı, Isparta. Brasz, 2001: US Patent 6,185,956 Christensen, K.G., Bertilsen P., 2004. Refrigeration Systems in Supermarkets with Propane and CO2- Energy Consumption and Economy, Journal of EcoLibrium, Cilt: February, 26-32.
  2. Çelik, A., 2004. Performance of Two-stage CO2 Refrigeration Cycles, Yüksek Lisans Tezi, University of Maryland, ABD. Kasap F., Acül H., Canbaz H., Erbil S., 2011. R744 (CO2) Soğutucu Akışkanlı Soğutma Sistemleri, Kanatlı Borulu R744 (CO2) Evaporatör ve Gaz Soğutucu Tasarım Esasları. X. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi. Kauf, F., 1999. Determination of The Optimum High Pressure For Transcritical CO2 Refrigeration Cycle. International Journal of Therm. Sci., 38, 325-330.
  3. Klein, S. A., Engineering Equation Solver, version 022-3D, F-Chart Software, 2011.
  4. Lemmon, E. W., Huber, M. L., Mclinden, M. O., 2007. NIST Standard Reference Database 23, Version 8.0, Physical and Chemical Properties Division (Software). Nagata, H., Kakuda, M., Sekiya, S., Shimoji, M., Koda, T., 2010. Development Of A Scroll Expander For The CO2 Symposium on Next-generation Air Conditioning and Refrigeration Technology,Tokyo, Japan, 771-783.
  5. Özgür, A.E., Bayrakçı, H.C., 2008. Second Law Analysis of Two-Stage Compression Transcritical CO2 Heat Pump Cycle, Int. J. of Energy Research 32, 1202 Özgür, A.E., 2013. İki Kademeli Kritik Nokta Üstü CO2 Çevrimli Soğutma Sistemlerinde Optimum Ara Kademe Basıncının İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Cilt 1, Sayı 2, s. 71-79.
  6. Robinson, D.,M., Groll, E.A., 1998. Efficiencies of Transcritical CO2 Cycles With And Without An Expansion Turbine, Int. J. of Refrigeration, 21(7), 577- Span R., Wagner W., 1996. A New Equation Of State For Carbon Dioxide Covering The Fluid Region From The Triple-Point Temperature To 1100 K At Pressure Up To 800 Mpa, Journal of Physics Chem. Ref. Data, (6), 1509-1596.
  7. Stosic, N., Smith, I.K., and Kovacevic, A., 2002. Centre for Positive Displacement Compressor Technology City University, London, EC1V 0HB, U.K., 1-8.
  8. Yang, J.L., Ma, Y.T., Liu, S.C., 2007. Performance Investigation of Transcritical Carbon Dioxide Two- Stage Compression Cycle with Expander. Energy, 32, -245. Hilmi Cenk BAYRAKÇI, 1974 yılında Balıkesir'de doğdu. 1995 yılında Süleyman Demirel Üniversitesi Müh