An experimental investigation of refrigerant charge effects on mobile air conditioning system performance

Çevreyi tehdit eden küresel ısınmayı azaltmak amacıyla araştırmacı ve endüstri kuruluşları tarafından son 25 yılda otomotiv klima sistemlerinde (AAC) önemli gelişmeler sağlanmıştır. Bu çalışmanın amacı, kompresör hızı ve soğutucu akışkan kaybının bir AAC sistemi performansına etkisini incelemektir. Bunun için bir deney düzeneği kurulmuştur. Deney düzeneği için üretici firma 750 g soğutucu akışkan tavsiye etmesine rağmen kompresör hızına göre performans-katsayısı (COP), soğutma kapasitesi ve kompresör gücü değişimini analiz etmek için aynı soğutucu akışkanın farklı miktarları ile de deneyler gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel gözlemler sistem için en iyi soğutma kapasitesinin 500 g soğutucu akışkan durumunda (optimum değer) elde edildiğini ve soğutucu akışkan miktarı 500 g’dan %40 oranında düşük veya %20 oranında yüksek tutulduğunda ise soğutma kapasitesinin %25’e kadar azaldığını göstermiştir. Test sonuçları ayrıca, soğutucu akışkan seviyesinin belirli bir miktarı için kompresör hızı arttıkça soğutma sistemi performans-katsayısının etkili bir şekilde azaldığını göstermiştir.

Soğutucu akışkan miktarının otomotiv AC sistemi performansına etkisinin deneysel araştırılması

During the last 25 years automotive air conditioning (AAC) systems have significant development introduced by the industry and research institutes in the world to minimize the global warming threat to the environment. This paper reports the results of a study on the performance of an AAC system with measuring the compressor driving speed and the refrigerant leakage. For this purpose an experimental set up is designed and constructed to investigate the system performance. Although, the manufacturer’s recommended amount for the tests with R-134a as refrigerant was 750 g, the experiments were also carried out by selecting different amount of the same refrigerant charges to analyse the coefficient of performance (COP), the cooling capacity and the compressor power change with respect to the rotating speed of the compressor. The evaluation of experimental data revealed that the best cooling capacity was achieved at 500 g refrigerant charge. Although, while the charge level decreased 40% below or increased 20% above the 500g of the charge amount, cooling capacity loss increased up to 25% when optimum value of 500 g of the cooling refrigerant was utilized. The test results proved in each case that increasing the compressor driving speed cause almost a linear change in the corresponding power level. The test results also shown that COP of the cooling system was decreased effectively when the revolution speed increased for any specified charge amount of the refrigerant.

___

  • Al-Rabghi, O. M. and Niyaz, A. A., Retrofitting R-12 car air conditioner with R-134a refrigerant. International Journal of Energy Research 24, 467-474, 2000.
  • Anon., Renault car Maintenance Catalogue. Turkey. Reference 1200 200 255 (in Turkish), 1994.
  • Anon.,.(http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/UK/download.html), 2009.
  • Brown, J. S., Yana-Motta S. F. and Domanski, P. A., Comparative analysis of an automotive air conditioning systems operating with CO2 and R134a. International Journal of Refrigeration 25, 19–32, 2002.
  • Clodic, D., Yu, Y., Tremoulet, A. and Palandre, L., Fleet Tests and Mobile Air Conditioning (MAC) System Laboratory Test. http://www.sae.org/ technical/papers/2007-01-1187, 2007.
  • Farzad, M., and O’Neal, D., System performance characteristics of an air conditioner over a range of charging conditions. International Journal of Refrigeration 14, 321–328, 1991.
  • Holman, J. P., Experimental Methods for Engineers. 7th edition. McGraw Hill. New Delhi, 2001.
  • Hosoz, M. and Direk, M., Performance evaluation of an integrated automotive air conditioning and heat pump system. Energy Conversion and Management 47, 545–559, 2006.
  • Grace, I. N., Data, D. and Tassou, S. A., Sensitivity of refrigeration system performance to charge levels and parameters for on-line leak detection. Applied Thermal Engineering 25, 557–566, 2005.
  • Joudi, K. A., Mohammed, A.S.K. and Aljanab, M.K., Experimental and computer performance study of an automotive air conditioning system with alternative refrigerants. Energy Conversion and Management 44, 2959–2976, 2003.
  • Jung, D., Park, B. and Lee H., Evaluation of supplementary/retrot refrigerants for automobile air-conditioners charged with CFC12. International Journal of Refrigeration 22, 558-568, 1999.
  • Kaynakli, O. and Horuz, I., An experimental analysis of automotive air conditioning system. International Communications in Heat Mass Transfer 30, 273–284, 2003.
  • Kim, J. H., Cho, J. M., Lee, I. H., Lee, J. S. and Kim, M. S., Circulation concentration of CO2/propane mixtures and the effect of their charge on the cooling performance in an air-conditioning system. International Journal of Refrigeration 30, 43-49, 2007.
  • Lee, G. H. and Yoo, J. Y., Performance analysis and simulation of automobile air conditioning system. International Journal of Refrigeration 23, 243-254, 2000.
  • Little, A. D., Global Comparative Analysis of HFC and Alternative Technologies for Refrigeration, Air Conditioning, Foam, Solvent, Aerosol Propellant, and Fire Protection Applications. Report for The Alliance for Responsible Atmospheric Policy, A.D. Little Inc., Acorn Park, Cambridge, MA, Reference 75966 (http://www.arap.org/adlittle/toc.html), 2002.
  • Liu, H., Chen, J. and Chen, Z., Experimental investigation of a CO2 automotive air conditioner. International Journal of Refrigeration 28, 1293–1301, 2005.
  • McCulloch, A., Midgley, P. M. and Ashford, P., Releases of refrigerant gases (CFC-12, HCFC-22 and HFC-134a) to the atmosphere. Atmospheric Environment 37, 889–902, 2003.
  • Palm, B., Refrigeration systems with minimum charge of refrigerant. Applied Thermal Engineering 27, 1693–1701, 2007.
  • Poggi, F., Tejeda, H. M., Leducq, D. and Bontemp, A., Refrigerant charge in refrigerating systems and strategies of charge reduction. International Journal of Refrigeration 31, 353–370, 2008.
  • Ratts, E. B. and Brown, J. S., An experimental analysis of the effect of refrigerant charge level on an automotive refrigeration system. International Journal of Thermal Sciences 39, 592–604, 2000.
  • Tamura, T., Yakumaru, Y. and Nishiwaki, F. Experimental study on automotive cooling and heating air conditioning system using CO2 as a refrigerant. International Journal of Refrigeration 28, 1302–1307, 2005.
  • Wang, S., Gu, J. and Dickson, T., Modeling and experimental investigation of accumulators for automotive air conditioning systems. International Journal of Refrigeration 29, 1109-1118, 2006.
  • Wongwises, S., Kamboon, A. and Orachon, B., Experimental investigation of hydrocarbon mixtures to replace HFC-134a in an automotive air conditioning system. Energy Conversion and Management 47, 1644-1659, 2006.
Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-3615
  • Yayın Aralığı: 2
  • Başlangıç: 1977
  • Yayıncı: TÜRK ISI BİLİMİ VE TEKNİĞİ DERNEĞİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Gaz-Katı Yakıtlı Güç Santralinde Verim Artışının Ekserji Analizi Kullanılarak İncelenmesi

Zafer ŞAHİN, Mehmet KOPAÇ, N. Özgür AYDIN

Analysis of the thermal efficiency and cyclic variations in a SI engine under lean combustion conditions

Ferhat KAYA, Tevhit KARACALI, Mehmet Akif CEVİZ, İlhanVolkan ÖNER

Experimental measurements and computational modeling for the spray cooling of a steel plate near the leidenfrost temperature

Nedim SÖZBİR, Hasan Rıza GÜVEN, Cemil YİĞİT, S. C. YAO, Roy J. ISSA

Leidenfrost Sıcaklığındaki Bir Çelik Plakanın Sprey ile Soğutulmasının Deneysel Ölçümü ve Sayısal Modellenmesi

Cemil YİĞİT, Nedim SÖZBİR, S.c. YAO, Hasan Rıza GÜVEN, Roy J. ISSA

T700 Helikopter Turboşaft Motoru Gerçek-Zamanlı Simülasyonları İçin Yeni Bir Yüksek Sadakat Seviyeli Zaman-Bağıl Aerotermal Model

Oğuz UZOL

Destilasyon Dizilerinin Genetik Tabanlı Bir Algoritma ile Ekserjetik Optimizasyonu

Yavuz ÖZÇELİK

Fakir Yanma Şartları Altında Buji Ateşlemeli Bir Motorda Termal Verim ve Çevrimsel Farkların Analizi

Mehmet Akif CEVİZ, İlhan Volkan ÖNER, Ferhat KAYA, Tevhit KARACALI

Exergetic optimization of distillation sequences using a genetic based algorithm

Yavuz ÖZÇELİK

Ice thickness measurement method for thermal energy storage unit

Levent ÇETİN, Mehmet Akif EZAN, Aytunç EREK

Soğutucu Akışkan Miktarının Otomotiv AC Sistemi Performansına Etkisinin Deneysel Araştırılması

Kemal ATİK, Abdurrazzak AKTAŞ