Dergiler / Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi / 2024 / Cilt: 29 Sayı: 3

R1234YF SOĞUTUCU AKIŞKANI KULLANAN İÇ ISI DEĞİŞTİRİCİLİ BİR OTOMOBİL KLİMA SİSTEMİNİN PERFORMANSININ R134A’LI SİSTEM İLE KARŞILAŞTIRILMASI

Performance Comparison of an R1234yf Automobile Air Conditioning System using an Internal Heat Exchanger with R134a System

Umut Güngör(KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-9844-7681
Sayfa
783–802
Yayın Tarihi
2024-12-24
🏛️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)

Isı değiştiricisiz durumda R1234yf’li sistemin ekserjik verimi, R134a’lı klimadan ortalama %18,1 kadar daha küçük çıkmakta, ısı değiştirici devreye alındığında ise ekserjik verim ortalama % 6,1 daha düşük olmaktadır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, termostatik genleşme valfli deneysel bir otomobil klima sisteminin R1234yf ve R134a soğutucu akışkanları kullanılması durumundaki çeşitli performans parametrelerinin değerleri belirlenmiş ve karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Masa üstü deney seti şeklinde kurulan sisteme, R1234yf ile çalışırken karşılaşılacak performans düşmesinin telafi edilmesi amacıyla emme ve sıvı hatları arasında ısı transferi sağlayan eş merkezli bir iç ısı değiştirici eklenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Isı değiştiricisiz durumda R1234yf’li sistemin ekserjik verimi, R134a’lı klimadan ortalama %18,1 kadar daha küçük çıkmakta, ısı değiştirici devreye alındığında ise ekserjik verim ortalama % 6,1 daha düşük olmaktadır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Klima · İç ısı değiştirici · Otomobil

Özet

Bu çalışmada, termostatik genleşme valfli deneysel bir otomobil klima sisteminin R1234yf ve R134a soğutucu akışkanları kullanılması durumundaki çeşitli performans parametrelerinin değerleri belirlenmiş ve karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Masa üstü deney seti şeklinde kurulan sisteme, R1234yf ile çalışırken karşılaşılacak performans düşmesinin telafi edilmesi amacıyla emme ve sıvı hatları arasında ısı transferi sağlayan eş merkezli bir iç ısı değiştirici eklenmiştir. Isı değiştirici, sadece R1234yf testlerinin bir kısmında kullanılmıştır. Çevrimdeki soğutucu akışkan debisi ile çeşitli noktalardaki basınç ve sıcaklıkların sürekli rejim şartlarındaki değerleri ölçülmüştür. Ölçüm sonuçları kullanılarak çevrim bileşenlerinin enerji ve ekserji analizleri yapılmış, böylece çeşitli performans parametrelerinin değerleri akışkan ve ısı değiştirici kullanım durumuna göre belirlenerek birbirleri ile karşılaştırılmıştır. R1234yf’li sistemin evaporatör yükü, ısı değiştirici kullanılmaması ve kullanılması durumlarında R134a’lı sistemden ortalama olarak sırasıyla %12,9 ve %11,2 daha düşük bulunmuştur. Isı değiştiricisiz R1234yf’li sistemin STK değeri, R134a’lı sistemden ortalama %5,3 kadar daha küçük iken, ısı değiştiricinin devreye alınmasıyla STK iyileşmekte ve ortalama olarak sadece %2,5 daha küçük çıkmaktadır. Isı değiştiricisiz durumda R1234yf’li sistemin ekserjik verimi, R134a’lı klimadan ortalama %18,1 kadar daha küçük çıkmakta, ısı değiştirici devreye alındığında ise ekserjik verim ortalama % 6,1 daha düşük olmaktadır.

Abstract

In this study, various performance parameters of an experimental automobile air conditioning (AAC) system with a thermostatic expansion valve were evaluated for the cases of using R1234yf and R134a refrigerants and the results were presented comparatively. The system was set up as a desktop experimental set, and a concentric internal heat exchanger (IHX) providing heat transfer from the liquid to the suction line was added to compensate for the performance loss in R1234yf operations. The IHX was employed only in some R1234yf tests. The refrigerant flow rate, pressure and temperature measurements at various points were performed under steady-state conditions. Then, energy and exergy analyses were performed to determine the values of the performance merits. The evaporator load of the R1234yf system was on average 12,9% and 11,2% lower than the R134a one for the cases of not using and using the IHX, respectively. While the coefficient of performance (COP) of the R1234yf system without IHX was 5,3% less than that of the R134a one, COP was improved with the activation of IHX and became only 2,5% lower. The R1234yf system without IHX yielded 18,1% less exergetic efficiency than the R134a one, while it was 6,1% lower with active IHX.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Güngör, U., Hoşöz, M. (2024). R1234YF SOĞUTUCU AKIŞKANI KULLANAN İÇ ISI DEĞİŞTİRİCİLİ BİR OTOMOBİL KLİMA SİSTEMİNİN PERFORMANSININ R134A’LI SİSTEM İLE KARŞILAŞTIRILMASI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt: 29 Sayı: 3, 783–802. https://doi.org/10.17482/uumfd.1525619

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (28)

  1. Alkan, A. ve İnan, M.S. (2023) Experimental investigation of the effects of compressor types on the performance of an automobile air conditioning system using R1234yf, International Journal of Refrigeration, 155. 58-66. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.09.004
  2. Alkan, A., Kolip, A. ve Hosoz, M. (2021) Energetic and exergetic performance comparison of an experimental automotive air conditioning system using refrigerants R1234yf and R134a, Journal of Thermal Engineering, 7, 1163-1173. https://doi.org/10.18186/thermal.978014
  3. Aral, M.C., Suhermanto, M. ve 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, 44-60. https://doi.org/10.1080/23744731.2020.1776067
  4. Bhatti, M.S. (1999) Riding in Comfort Part II: Evolution of Automotive Air Conditioning, Ashrae Journal, 41, 44-50.
  5. Cho, H., Lee, H. ve Park, C. (2013) Performance characteristics of an automobile air conditioning system with internal heat exchanger using refrigerant R1234yf, Applied Thermal Engineering, 61, 563-569. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2013.08.030
  6. Cho, H. ve Park, C. (2016) Experimental investigation of performance and exergy analysis of automotive air conditioning systems using refrigerant R1234yf at various compressor speeds, Applied Thermal Engineering, 101, 30-37. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.01.153
  7. Devecioglu, A.G. ve Oruç, V. (2018) A comparative energetic analysis for some low-GWP refrigerants as R134a replacements in various vapor compression refrigeration systems, Journal of Thermal Sciences and Technology, 38, 51-61.
  8. Direk, M., Kelesoglu, A. ve Akin, A. (2017) Drop-in performance analysis and effect of IHX for an automotive air conditioning system with R1234yf as a replacement of R134a, Strojniski vestnik – Journal of Mechanical Engineering, 63, 314-319. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2016.4247
  9. Direk, M. ve Soylu, E. (2018) The effect of internal heat exchanger using R1234ze(E) as an alternative refrigerant in a mobile air-conditioning system, Strojniski vestnik – Journal of Mechanical Engineering, 64, 114-120. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2017.5093
  10. EU (2014) Regulation (EU) No 517/2014 of the European Parliament and of the Council of 16 April 2014 on fluorinated greenhouse gases and repealing Regulation (EC) No 842/2006, Official Journal of European Union, L 150/195.
  11. Gungor, U. ve Hosoz, M. (2024) Performance comparison of a mobile air conditioning system using an orifice tube as an expansion device for R1234yf and R134a, Science and Technology for the Built Environment, 30, 588-598. https://doi.org/10.1080/23744731.2024.2309124
  12. Güngör, U. (2021) R134a ve R1234yf soğutucu akışkanlı bir otomobil iklimlendirme sisteminde iç ısı değiştirici kullanımının sistem performansına etkilerinin deneysel analizi, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli.
  13. Klein, S.A. (2016) EES – Engineering Equation Solver, Version 10.167, F-Chart Software.
  14. Lee, Y. ve Jung, D. (2012) A brief performance comparison of R1234yf and R134a in a bench tester for automobile applications, Applied Thermal Engineering, 35, 240-242. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.09.004
  15. Lemmon, E.W., Huber, M.L. ve McLinden, M.O. (2013) Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties (REFPROP), Version 9.1, in NIST Standard Reference Database 23, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg.
  16. Moffat, R.J. (1988) Describing the uncertainties in the experimental results, Experimental Thermal and Fluid Science, 1, 3-17. https://doi.org/10.1016/0894-1777(88)90043-X
  17. Mota-Babiloni, A., Navarro-Esbri, J., Barragan-Cervera, A., Moles, F. ve Peris, B. (2014) Drop-in energy performance evaluation of R1234yf and R1234ze(e) in a vapor compression system as R134a replacements, Applied Thermal Engineering, 71, 259-265. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.06.056
  18. Prabakaran, R., Lal, D.M. ve Kim S.C. (2023) Thermodynamic analysis of air conditioning system for a passenger vehicle with suction line heat exchanger using HFO-1234yf, Heat Transfer Engineering, 814-832. https://doi.org/10.1080/01457632.2023.2227801
  19. Prabakaran, R., Sidney, S., Iyyappan, R. ve Lal, D.M. (2019) Experimental studies on the performance of mobile air conditioning system using environmental friendly HFO-1234yf as a refrigerant, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part E-Journal of Process and Engineering, 235, 735-742. https://doi.org/10.1177/0954408919881236
  20. SAE (2008) SAE J2765, Procedure for measuring system COP (Coefficient of Performance) of a mobile air conditioning system on a test bench, SAE International Surface Vehicle Standard.
  21. Tasdemirci, E., Alptekin, E. ve Hosoz, M. (2022) Experimental performance comparison of R1234yf and R134a automobile air conditioning systems employing a variable capacity compressor, International Journal of Vehicle Design, 90, 1-18, (2022). https://doi.org/10.1504/IJVD.2022.129169
  22. UNEP (1987) The Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer, United Nations Environment Programme.
  23. UNEP (1997) Kyoto Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change, United Nations Environment Programme.
  24. Wang, C.C. (2014) System performance of R-1234yf refrigerant in air-conditioning and heat pump system − an overview of current status, Applied Thermal Engineering, 73, 1412-1420. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.08.012.
  25. Wantha, C. (2019) Analysis of heat transfer characteristics of tube-in-tube internal heat exchangers for HFO-1234yf and HFC-134a refrigeration systems, Applied Thermal Engineering, 157, 113747, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.113747
  26. Yataganbaba, A., Kilicarslan, A. ve Kurtbas, I. (2015) Exergy analysis of R1234yf and R1234ze as R134a replacements in a two evaporator vapour compression refrigeration system, International Journal of Refrigeration, 60, 26-37. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.08.010
  27. Zhang, Z., Wang, J., Feng, X., Chang, L., Chen, Y., ve Wang, X. (2018) The solutions to electric vehicle air conditioning systems: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 91, 443-463. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.005
  28. Zilio, C., Brown, J.S., Schiochet, G. ve Cavallini, A. (2011) The refrigerant R1234yf in air conditioning systems, Energy, 36, 6110-6120. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.08.002