Dergiler / Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2026 / Cilt: 30 Sayı: 2

Hedef Sıcaklığa Ulaşma Sürecinde R600a, R134a ve R1234yf’nin Dinamik Enerji, Ekserji ve Çevresel Analizi

Dynamic Energy, Exergy, and Environmental Analysis of R600a, R134a, and R1234yf During the Pull-Down Process

Ragıp Yıldırım(BURDUR MEHMET AKİF ERSOY UNIVERSITY)0000-0003-0902-3420
Ali Akbolat(BURDUR MEHMET AKİF ERSOY UNIVERSITY)0009-0007-8654-3071
Kazım Kumaş(BURDUR MEHMET AKİF ERSOY UNIVERSITY)0000-0002-2348-4664
Sayfa
370–381
Yayın Tarihi
2026-08-25
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bununla birlikte, hedef sıcaklığa ulaşma konusundaki dezavantajının, R600a’nın termofiziksel özelliklerine uygun daha yüksek süpürme hacmine sahip bir kompresör seçimi ile önemli ölçüde giderilebileceği öngörülmektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Soğutma sistemleri için iş akışkanı (soğutucu akışkan) seçimi birçok faktöre bağlıdır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu faktörler arasında soğutucu akışkanın küresel ısınma potansiyeli, ozon inceltme potansiyeli, yanıcılık özellikleri, enerji ve ekserji verimliliği ile çevresel etki performansı yer almaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Bununla birlikte, hedef sıcaklığa ulaşma konusundaki dezavantajının, R600a’nın termofiziksel özelliklerine uygun daha yüksek süpürme hacmine sahip bir kompresör seçimi ile önemli ölçüde giderilebileceği öngörülmektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Enerji · Ekserji · Soğutma sistemleri

Özet

Soğutma sistemleri için iş akışkanı (soğutucu akışkan) seçimi birçok faktöre bağlıdır. Bu faktörler arasında soğutucu akışkanın küresel ısınma potansiyeli, ozon inceltme potansiyeli, yanıcılık özellikleri, enerji ve ekserji verimliliği ile çevresel etki performansı yer almaktadır. Dolayısıyla, uygun soğutucu akışkan seçimi bu kriterlerin bütüncül bir yaklaşımla birlikte değerlendirilmesini gerektirmektedir. Bu çalışmada ev tipi bir buzdolabının teorik modeli oluşturulmuş; R600a, R134a ve R1234yf soğutucu akışkanlarının performansları dinamik olarak ele alınmış ve karşılaştırılmıştır. R600a’nın soğutma kapasitesinin R134a ve R1234yf’ye kıyasla daha düşük olması, pull-down sürecinde sistemin hedef sıcaklığa ulaşma süresini uzatmış ve bu parametre açısından daha sınırlı bir performans ortaya koymasına neden olmuştur. Yüksek soğutma kapasitesi, hedef sıcaklığa daha kısa sürede ulaşma açısından önemli bir avantaj sağlasa da, performans değerlendirmesi mutlaka enerji tüketimi ile birlikte ele alınmalıdır. Yüksek kapasiteye karşılık artan güç tüketimi, bu avantajı azaltarak sistemin toplam verimliliğini düşürebilir. Benzer şekilde, enerji verimliliği yüksek ancak soğutma kapasitesi düşük olan bir akışkan, hedef sıcaklığa ulaşma süresini uzatarak sistemin belirlenen zaman aralığındaki etkinliğini sınırlandırabilir. Enerji, ekserji ve çevresel performans kriterleri birlikte değerlendirildiğinde R600a en avantajlı seçenek olarak öne çıkmaktadır. Bununla birlikte, hedef sıcaklığa ulaşma konusundaki dezavantajının, R600a’nın termofiziksel özelliklerine uygun daha yüksek süpürme hacmine sahip bir kompresör seçimi ile önemli ölçüde giderilebileceği öngörülmektedir.

Abstract

The selection of a working fluid (refrigerant) for cooling systems depends on many factors. These factors include the refrigerant's global warming potential, ozone-depletion potential, flammability characteristics, energy and exergy efficiency, and environmental impact. Therefore, selecting the appropriate refrigerant requires a comprehensive evaluation of all these criteria. In this paper, a theoretical model of a household refrigerator was developed; the performance of R600a, R134a, and R1234yf refrigerants was dynamically analyzed and compared. The lower cooling capacity of R600a compared to R134a and R1234yf has prolonged the system's time to reach the target temperature during the pull-down process, resulting in reduced performance on this parameter. While high cooling capacity provides a significant advantage in terms of reaching the target temperature in a shorter time, performance evaluation must always be considered in conjunction with energy consumption. Increased power consumption corresponding to high capacity can reduce this advantage and decrease the overall efficiency of the system. Similarly, a fluid with high energy efficiency but low cooling capacity can limit the system's effectiveness within the specified time frame by extending the time required to reach the target temperature. When energy, exergy, and environmental performance criteria are evaluated together, R600a emerges as the most advantageous option. However, it is anticipated that the disadvantage in reaching the target temperature can be significantly mitigated by selecting a compressor with a higher sweep volume suitable for the thermophysical properties of R600a.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Yıldırım, R., Akbolat, A., Kumaş, K. (2026). Hedef Sıcaklığa Ulaşma Sürecinde R600a, R134a ve R1234yf’nin Dinamik Enerji, Ekserji ve Çevresel Analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 30 Sayı: 2, 370–381. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.1905356

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (25)

  1. Choi, S., Oh, J., Hwang, Y., Lee, H. 2017. Life cycle climate performance evaluation (LCCP) on cooling and heating systems in South Korea. Applied Thermal Engineering, 120, 88–98.
  2. Zhang, M., Muehlbauer, J. 2012. Life Cycle Climate Performance Model for Residential Heat Pump Systems. International Refrigeration and Air Conditioning Conference, 1–10.
  3. Yıldız, A., Yıldırım, R. 2021. Investigation of using R134a, R1234yf and R513A as refrigerant in a heat pump. International Journal of Environmental Science and Technology, 18(5), 1201–1210.
  4. Aprea, C., Greco, A., Maiorino, A. 2018. HFOs and their binary mixtures with HFC134a working as drop-in refrigerant in a household refrigerator: Energy analysis and environmental impact assessment. Applied Thermal Engineering, 141, 226–233.
  5. Yıldırım, R., Gungor, A., Akyüz, A., Tuncer, A. D. 2023. A new approach for environmental analysis of vapor compression refrigeration systems: Environmental impact index. Thermal Science and Engineering Progress, 42, 101871.
  6. López-Belchí, A. 2019. Assessment of a mini-channel condenser at high ambient temperatures based on experimental measurements working with R134a, R513A and R1234yf. Applied Thermal Engineering, 155, 341–353.
  7. European Parliament and Council. 2014. Regulation (EU) No 517/2014 of 16 April 2014 on fluorinated greenhouse gases and repealing Regulation (EC) No 842/2006. Official Journal of the European Union, L195,195-230.
  8. Yang, M., Zhang, H., Meng, Z., Qin, Y. 2019. Experimental study on R1234yf/R134a mixture (R513A) as R134a replacement in a domestic refrigerator. Applied Thermal Engineering, 146, 540–547.
  9. Aprea, Ciro, Greco, A., Maiorino, A. 2016. An experimental investigation on the substitution of HFC134a with HFO1234YF in a domestic refrigerator. Applied Thermal Engineering, 106, 959–967.
  10. Aprea, C., Greco, A., Maiorino, A. 2017. An experimental investigation of the energetic performances of HFO1234yf and its binary mixtures with HFC134a in a household refrigerator. International Journal of Refrigeration, 76, 109–117.
  11. Belman-Flores, J.M., Rodríguez-Muñoz, A. P., Pérez-Reguera, C. G., Mota-Babiloni, A. 2017. Experimental study of R1234yf as a drop-in replacement for R134a in a domestic refrigerator. International Journal of Refrigeration, 81, 1–11.
  12. Righetti, G., Zilio, C., Longo, G. A. 2015. Comparative performance analysis of the low GWP refrigerants HFO1234yf, HFO1234ze(E) and HC600a inside a roll-bond evaporator. International Journal of Refrigeration, 54, 1–9.
  13. Belman-Flores, J.M., Heredia-Aricapa, Y., Pardo-Cely, D., Rodríguez-Valderrama, D. A., De Alba-Rosano, M., Silva-Romero, J. C. 2022. Experimental evaluation of R513A as a low GWP refrigerant to replace R134a in a domestic refrigerator. International Journal of Refrigeration, 142, 148–155.
  14. Belman-Flores, Juan M., Heredia-Aricapa, Y., García-Pabón, J. J., Pérez-García, V., Pérez-Reguera, C. G. 2023. Drop-In Replacement of R134a in a Household Refrigerator with Low-GWP Refrigerants R513A, R516A, and R1234ze(E). Energies, 16(8), 3422.
  15. Morales-Fuentes, A., Ramírez-Hernández, H. G., Méndez-Díaz, S., Martínez-Martínez, S., Sánchez-Cruz, F. A., Silva-Romero, J. C., García-Lara, H. D. 2021. Experimental study on the operating characteristics of a display refrigerator phasing out R134a to R1234yf. International Journal of Refrigeration, 130, 317–329.
  16. Zhang, S., Yang, Z., He, H., Zhao, Y., Hao, S., Hou, Z., Shu, Y. 2024. The impact of refrigerant leakage on the dynamic operating performance of R600a refrigerator systems. Applied Thermal Engineering, 257, 124228.
  17. de Almeida, A., Fonseca, P., Schlomann, B., Feilberg, N. 2011. Characterization of the household electricity consumption in the EU, potential energy savings and specific policy recommendations. Energy and Buildings, 43(8), 1884–1894.
  18. Xu, S., Wang, M., Han, L., Zhang, S., Yu, J., Qian, S. 2023. A co-simulation method of refrigerator system and temperature field. Applied Thermal Engineering, 235, 121412.
  19. Selimli, S., Recebli, Z., Görken, M. 2014. Evaluation The Effects Of Used Refrigerants R134a And R600a In Cooling Systems On The System Performance. Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, 32(3), 290–295.
  20. Joybari, M. M., Hatamipour, M. S., Rahimi, A., Modarres, F. G. 2013. Exergy analysis and optimization of R600a as a replacement of R134a in a domestic refrigerator system. International Journal of Refrigeration, 36(4), 1233–1242.
  21. Aral, M. C., Suhermanto, M., Hosoz, M. 2021. Performance evaluation of an automotive air conditioning and heat pump system using R1234yf and R134a. Science and Technology for the Built Environment, 27(1), 44–60.
  22. Direk, M., Yüksel, F. 2020. Experimental Evaluation of an Automotive Heat Pump System with R1234yf as an Alternative to R134a. Arabian Journal for Science and Engineering, 45(2), 719–728.
  23. Çengel, Y. A., Boles, M. A. 2015. Termodinamik: Mühendislik Yaklaşımıyla. 7. baskı. Palme Yayıncılık, Ankara, 978s.
  24. Dinçer, İ., Kanoğlu, M. 2010. Refrigeration Systems and Applications. 1st ed. John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK, 459s.
  25. Kazmi, A., Ko, J., Jeong, J. H. 2026. Energy-saving potential of an R600a household refrigerator through mixing with R290 and adjusting compressor revolution speed. Case Studies in Thermal Engineering, 77, 107549.