Comparative thermodynamic analysis of a vapour compression refrigeration cycle for different refrigerants

Buhar sıkıştırmalı bir soğutma çevriminin farklı soğutucu akışkanlar için karşılaştırmalı termodinamik analizi

Abstract

In response to the Montreal Protocol and consequent regulations, the air-conditioning and refrigeration industry is now in the process of evaluating and introducing new refrigerants as replacements to chlorofluorocarbons (CFCs) and hydrochlorofluorocarbons (HCFCs). Ozone depletion and global warming (or more accurately, climate change) are major environmental concerns with serious implications for the future development of the refrigeration-based industries. Current research efforts concentrate both on the development of alternative refrigerants as well as alternative technologies, such as Stirling engines, thermoelectric refrigerators etc., which can reduce the need for hazardous refrigerants. In this study, the thermodynamic and physical properties of some refrigerants used in the refrigerators are presented. Also, a comparative thermodynamic analysis of the vapour compression refrigeration cycle is given for some refrigerants. It was shown that the coefficient of performance (COP) of the refrigerant R-11 is higher than those of all other refrigerants. The refrigerant R-123 was found as alternative refrigerant.

Özet

Montreal Protokolü ve buna bağlı olarak getirilen düzenlemeler sonucunda iklimlendirme ve soğutma endüstrisi Kloroflorokarbonlar (CFC) ve Hidrokloroflorokarbonlar (HCFC) türü soğutucu akışkanların yerini alacak yeni akışkanların bulunması ve değerlendirilmesi üzerine çalışmaktadır. Ozon tabakasının delinmesi ve küresel ısınma (yani iklim değişikliği) soğutma esaslı endüstrilerin ileriki gelişmeleri için başlıca çevresel kaygılardır. Günümüzde araştırmalar hem alternatif soğutucu akışkanların geliştirilmesi hem de zararlı soğutucu akışkanlara olan gereksinimi azaltacak Stirling motorları ve termoelektrik soğutucular gibi alternatif teknolojilerin geliştirilmesi üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu çalışmada, soğutucularda kullanılan bazı soğutucu akışkanların termodinamik ve fiziksel özelikleri sunulmaktadır. Ayrıca, buhar sıkıştırmak soğutma çevriminin bazı soğutucu akışkanlar için karşılaştırmalı bir termodinamik analizi verilmektedir. Kullanılan soğutucu akışkanlar içerisinde en iyi COP değerini R11 gazının verdiği görülmüştür. Alternatif akışkan olarak R 123 soğutucu akışkanı seçilmiştir.