Değişik gaz soğutucu çıkış sıcaklıkları ve basınçları için bir CO2 soğutkanlı mobil klimanın performansının ölçülmesi

Küresel ısınma gerçeği nedeniyle, mobil iklimlendirme sistemleri için CO2 (R-744) alternatif bir soğutkan olarak kullanılabilmektedir. Bu çalışmada, CO2’in soğutkan olarak kullanıldığı bir mobil iklimlendirme sisteminin soğutma etkinlik katsayısı ve sistem kompresörü için gerekli enerji gereksinimi değerlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu incelemede, gaz soğutucu basıncı ve soğutkanın gaz soğutucudan çıkış sıcaklığı değerleri değişken olarak alınmıştır. CO2’in buharlaşma sıcaklığı +5 oC, iç ısı değiştiricideki kızdırma değeri 10 oC olarak alınmıştır. Kompresörün izentropik verim değeri 0.7 olarak alınmıştır. Sistem elemanları içindeki basınç kayıpları ihmal edilmiştir. Bu değerler ile oluşturulan matematiksel modelin çözümü ve soğutkanın özellikleri, bir bilgisayar programı yardımıyla elde edilmiştir. Sistemden elde edilen soğutma tesir katsayısı (STK) değerlerinin, gaz soğutucu basıncı ve soğutkanın gaz soğutucudan çıkış sıcaklığına göre bir maksimum değere ulaştığı görülmüştür. Gaz soğutucu basıncının yükselmesi, STK değerlerinin soğutkanın gaz soğutucudan çıkış sıcaklığı ile daha az değişim göstermesini sağlamıştır. Sonuçlar grafikler yardımıyla sunulmuştur.

The performance analysis of CO2 mobile air conditioning system with various gas cooler pressure and outlet temperature of CO2 from the gas cooler

Because of global warming reality, CO2 (R-744) can be used an alternative refrigerant for mobile airconditioning systems. In this study, the coefficient of cooling performance (COP) and energy requirement for operating of a mobile CO2 air-conditioning system compressor were investigated. In the analysis, various gas cooler pressure and outlet temperature from the gas cooler of the refrigerant were used as variable parameters. The evaporation temperature of CO2 and superheating value of CO2 in the internal heat exchanger were selected as + 5 oC and 10 oC respectively. The compressor isentropic efficiency was used as 0.7. The pressure losses in the system components were neglected. A computer program was used to obtain solutions of the equations and properties of CO2. It was concluded that, the COP values of the system reach a maximum value with variation of the gas cooler pressure and outlet temperature from the gas cooler of the refrigerant. The COP value variation speed with outlet temperature from the gas cooler of the refrigerant slowed down with the increased gas cooler pressure. The results were presented with diagrams.

PDF

___

1. Schwartz, W., “Forecasting R-134a emissions from car air conditioning systems until 2020 in Germany”, Translation of lecture at DKV Deutsche Kaelte-Klima-Tagung, 22-24, November 2000.
2. Neksa, P., “CO2 as The Refrigerant for Systems in Transcritical Operation Principles and Technology Status-Part I”, Natural Refrigerants Conference AIRAH’s 2004, Cilt: 3, No: 8, 28-33, Sydney, 2004.
3. Kim, H.M., Pettersen, J., Bullard, C.W., “Fundamental Process and System Design Issues in CO2 Vapor Compression Systems”, Progress in Energy and Combustion Science, No: 30, 119-174, 2004.
4. Bullard, C., Rajan, J., Cho, S.O., “Residential Space Conditioning and Water Heating with Transcritical CO2 Refrigeration Cycle”, Appliance Magazine Engineering, Cilt: March, 30-38, 2005.
5. Çelik, A., “Performance of Two-stage CO2 Refrigeration Cycles”, Master of Science Thesis, University of Maryland, ABD, 2004.
6. Anand, G., Mahajan, M., Jain, N., Maniam, B., Tumas, T.M., “e-Thermal: Automobile Air- Conditioning Module”, SAE Technical Paper Series, 2004-01-1509, 2004.
7. Robinson, D.M., Groll, E.A., “Efficiencies of transcritical CO2 cycles with and without an expansion turbine”, Int. J. of Refrigeration, Cilt: 21 No: 7, 577-589, 1998.
8. Kauf, F., “Determination of the optimum high pressure for transcritical CO2-refrigeration cycles”, Int. J. Thermal Science, No: 38, 325-330, 1999.
9. Klein, S.A., “Engineering equation solver, version 7.714”, F-Chart Software, 2006.
10. Span R., Wagner W., “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”, J. of Phys. Chem. Ref. Data, Cilt: 25 No: 6, 1509-1596, 1996.