Ticari Buzdolabında R290 Soğutucu Akışkan Performansı

Year 2024, Volume: 39 Issue: 1, 157 - 166, 28.03.2024

Turhan Saraç Mahmut Ünaldı

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1459421

Abstract

Bu çalışmada, küresel ısınma üzerinde olumsuz etkisi olan ve yaygın olarak kullanılan R404A soğutucu akışkanına alternatif olarak, daha yüksek Performans Katsayısına (COP) sahip çevre dostu R290 soğutucu akışkanının soğutma sisteminin çalışma performansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Soğutma çevrimindeki sınır şartları -10°C buharlaştırma ve +45°C yoğunlaştırma olacak şekilde tasarlanarak TS EN ISO 23953-2 standardı referans alınan sistemin performansı her iki soğutucu akışkan için deneysel olarak karşılaştırmıştır. İlgili standartta konumu ve miktarı belirtilen M-paketlerinin sıcaklık ve enerji tüketim değerleri dolabın soğutma performansı yönünden değerlendirilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda R290 akışkan kullanılan sistemin R404A’ya göre kondenserde ısı atma performansı daha iyi sonuçlar sergilemiştir. İlgili standarda göre R290 kullanılan sistem enerji tüketimi değerlendirmesinde C ve D sınıfında yer almıştır.

Keywords

Küresel ısınma, R290, R404A, Soğutucu akışkan, Soğutma performansı

R290 Refrigerant Performance in a Commercial Refrigerator

Abstract

In this study, we investigated the impact of the environmentally friendly R290 refrigerant, which has a higher Coefficient of Performance (COP), on the operating performance of the cooling system, as an alternative to the commonly used R404A refrigerant, which has a negative effect on global warming. The boundary conditions in the refrigeration cycle were designed to be -10°C evaporation and +45°C condensation, and the performance of the system referenced in the TS EN ISO 23953-2 standard was experimentally compared for both refrigerants. The temperature and energy consumption values of the M-packs, whose location and quantity are specified in the relevant standard, have been evaluated in terms of the cooling performance of the cabinet. As a result of the study, the heat removal performance of the system using R290 fluid in the condenser showed better results compared to R404A. According to the relevant standard, the system using R290 is in the C and D classes in the energy consumption evaluation.

Keywords

Global warming, R290, R404A, Cooler liquid, Cooling performance

References

• 1. Tuzcu, H., Güngör, A., 2013. In Turkish: Süpermarket Soğutma Sistemleri ve Enerji Kongresi Verimliliğinin Artırılması Amaçlı İzmir`de Bir Süpermarket Soğutma Sisteminin İncelenmesi, 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi Soğutma Teknolojileri Sempozyumu, İzmir, 523-543.
• 2. Llopis, R., Calleja-Anta, D., Sanchez, D., Nebot-Andres, L., Catalan-Gil, J., Cabello, R., 2019. R-454C, R-459B, R-457A and R-455A as Low-GWP Replacements of R-404A: Experimental Evaluation and Optimization. International Journal of Refrigeration, 106, 133-143.
• 3. Poggi, F., Macchi-Tejeda, H., Leducq, D., Bontemps, A., 2008. Refrigerant Charge in Refrigerating Systems and Strategies of Charge Reduction. International Journal of Refrigeration, 31(3), 353-370.
• 4. Devotta, S., Waghmare, A., Sawant, N., Domkundwar, B., 2001. Alternatives to HCFC-22 for Air Conditioners. Applied Thermal Engineering, 21(6), 703-715.
• 5. Spatz, M. Motta, S., 2004. An Evaluation of Options for Replacing HCFC-22 in Medium Temperature Refrigeration Systems. International Journal of Refrigeration, 27(5), 475-483.
• 6. Kaya, S., 2009. Performance Comparison on The Vapour Compression Refrigeration System When Retrofitting from R22 to R404A. Master Thesis, Marmara University Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, İstanbul, 74.
• 7. Bortolini, M., Gamberi, M., Gamberini, R., Graziani, A., Lolli, F., Regattieri, A., 2015. Retrofitting of R404a Commercial Refrigeration Systems Using R410a and R407f Refrigerants. International Journal of Refrigeration, 55, 142-152.
• 8. Llopis, R., Sanchez, D., Sanz-Kock, C., Cabello, R., Torrella, E., 2015. Energy and Environmental Comparison of Two-Stage Solutions for Commercial Refrigeration at Low Temperature: Fluids and Systems. Applied Energy, 138, 133-142.
• 9. Kızılkan, Ö., 2015. A Comparative Investigation of Natural Refrigerants: A Case Study for Cold Storage Application. SDU International Journal of Technological Science, 7(3), 184-199.
• 10. Makhnatch, P., Babiloni, A., Rogstam, J. Khodabandeh, R., 2017. Retrofit of Lower GWP Alternative R449A Into an Existing R404A Indirect Supermarket Refrigeration System. International Journal of Refrigeration, 184-192.
• 11. Sapali, S., Choudhari, C., 2017. Performance Investigation of Natural Refrigerant R290 as a Substitute to R22 in Refrigeration Systems. Energy Procedia, 109, 346-352.
• 12. Yıldırım, R., Kumaş, K., Akyüz, A., 2021. In Turkish: Soğutma Sisteminde R404A Yerine R454C Soğutucu Akışkanın Kullanılmasının İncelenmesi: Enerji ve Çevresel Analizi. Teknik Bilimleri Dergisi, 11(2), 47-51.
• 13. Biçen, E., 2021. In Turkish: Raftan Soğutmalı Ticari Tip Dondurucularda R404a Soğutucu Akışkanın Yerine Soğutucu Akışkan R290 Kullanımının Soğutma Performansı Açısından İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Manisa Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Manisa, 75.
• 14. Demirci, E., Özkaymak, M., Koşan, M., Akkoç, A., Aktaş, M., 2020. In Turkish: Doğal Soğutucu Akışkan Kullanımında Gelişmeler. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 6(3), 184-199.
• 15. Koyun, T., Koyun, A., Acar, M., 2005. In Turkish: Soğutma Sistemlerinde Kullanılan Soğutucu Akışkanlar ve Bu Akışkanların Ozon Tabakası Üzerine Etkileri. Tesisat Mühendisliği Dergisi, 88, 46-53.
• 16. Calm, J.M., 2008. The Next Generation of Refrigerants-Historical Review, Considerations and Outlook. International Journal of Refrigeration, 31(7), 1123-1133.
• 17. Abas, N., Kalair, A.R., Khan, N., Haider, A., Saleem, Z., Saleem, M.S., 2018. Natural and Synthetic Refrigerants, Global Warming: A Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 90, 557-569.
• 18. Araz, M., Güngör, A., Hepbaşlı, A., 2013. In Turkish: Düşük Küresel Isınma Potansiyeline Sahip Soğutucu Akışkanların Soğutma Uygulamalarındaki Kullanımının Değerlendirilmesi. 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi - 17/20 Nisan, İzmir, 575-604.
• 19. TS EN ISO 23953-2, 2024. Refrigerated Display Cabinets-Part 2: Classification. Requirements and Test Conditions, Ankara, Türkiye, 124.
• 20. Saraç, T., 2023. In Turkish: Promosyon Ticari Tip Dolaplarda R404A Soğutucu Akışkan Yerine R290 Kullanılmasının Soğutma Performansına Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 72.
• 21. Shan, K., Wang, S., Xiao, F., Sun, Y., 2013. Sensitivity and Uncertainty Analysis of Cooling Water Control Strategies. HVAC&R Research, 19(4), 435-443.
• 22. Genceli, O.F., 1998. In Turkish: Ölçme Tekniği: (Boyut, Basınç, Akış ve Sıcaklık Ölçmeleri). Birsen Yayınevi, 387.
• 23. Holman, J.P., 2021. Experimental Methods for Engineers, Eighth Edition, 64, McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering, McGrawHill Book Company, 769.
• 24. Akpınar, E.K., 2005. In Turkish: Deneysel Çalışmalardaki Hata Analizine Bir Örnek: Kurutma Deneylerindeki Hata Analizi. Mühendis ve Makina, 46(540), 41-48.