Irreversibility Analysis of a Minibus Air-Conditioner for Different Condensation Pressures

Öz

In this study, a minibus air conditioning (MAC) set using R134a was tested and evaluated in the Adana High Vocational School, Çukurova University. The condensation pressure was gradually increased from 650 kPa to 770 kPa. The indoor and outdoor temperatures were kept constant at 20 ^oC and 22 ^oC, respectively. The cooling capacity of the MAC is 6000 kcal/h at 35 ambient temperature. The MAC consists of four main elements; a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator. The purpose of this study is to demonstrate how the irreversibility analysis is performed. For this aim, experiments were carried out for different condensation pressures at constant ambient temperature in order to determine the rates of the exergy transfer and the entropy generation within the all components and the MAC system. In addition to this, the rational exergy efficiency of the all components and the whole system were calculated. Increasing condensation pressure caused 8.3% increase in both the rate of entropy generation and the irreversibility rate for the whole system. Besides, the rational exergy efficiency of the whole system was approximately 24%.

Anahtar Kelimeler

• Exergy,Exergy destruction,Irreversibility,Minibus air-conditioner

Farklı Yoğuşma Basınçları için Minibüs Klimasının Tersinmezlik Analizi

Öz

Bu çalışmada, R134a kullanılan bir minibüs klima seti Çukurova Üniversitesi Adana Meslek Yüksekokulunda test edildi ve değerlendirilmiştir. Yoğuşma basıncı kademeli olarak 650 kPa’dan 770 kPa’ya yükseltilmiştir. İç ve dış hava sıcaklıkları sırasıyla 20 ^oC ve 22 ^oC sıcaklıklarında sabit tutulmuştur. Minibüs klimasının 35 çevre sıcaklığındaki soğutma kapasitesi 6000 kcal/h’tır. Minibüs kliması dört ana elemandan meydana gelir; kompresör, yoğuşturucu, genleşme elemanı ve buharlaştırıcı. Bu çalışmanın amacı tersinmezlik analizinin nasıl yapıldığını göstermektir. Bu amaçla, minibüs klimasının tüm bileşenlerdeki ve minibüs klimasındaki ekserji transferi ve entropi üretim hızını saptamak amacıyla farklı buharlaşma basınçlarında ve sabit çevre sıcaklıklarında deneyler yapılmıştır. Buna ek olarak, tüm bileşenlerin ve tüm sistemin ekserji verimi hesaplanmıştır. Yoğuşma basıncının artması, hem sistemin entropi üretim hızının hem de tersinmezlik hızının %8,3 artmasına sebep olmuştur. Ayrıca tüm sistemin rasyonel ekserji verimi yaklaşık olarak %24’tür. 

Anahtar Kelimeler

• Ekserji,Ekserji yıkımı,Entropi üretimi,Tersinmezlik,Minibüs kliması

Kaynakça

1. 1. Bilgili, M., Çardak, E., Aktaş, A.E., 2017. Thermodynamic Analysis of Bus Air Conditioner Working with Refrigerant R600a, European Mechanical Science, 1(2), 69-75.
2. 2. Simsek, E., Karacayli, I., Ilin, S. C., Bilgili, M., 2018. Minibüs Kliması E ğitim Setinin Tasarlanması ve Kurulması, 2nd International Vocational Science Symposium, 420-427, Antalya.
3. 3. Yu, B.F., Hu, Z.B., Liu, M., Yang, H.L., Kong, Q.X., Liu, Y.H., 2009. Review of Research on Air-Conditioning Systems and Indoor Air Quality Control for Human Health, International Journal of Refrigeration, 32, 3–20.
4. 4. Gungor, A., Karacayli, I., Simsek, E., Canli, Y., 2017. Geri Dönüş Havalı İklimlendirme Sistemlerinde Enerji ve Ekserji Analizi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(3), 19-29.
5. 5. Dincer, I., Rosen, M.A., 2007. Exergy, Energy, Environment and Sustainable Development, 1st ed., Elsevier, Oxford, UK.
6. 6. Liang, H., Kuehn, T.H., 1991. Irreversibility Analysis of a Water to Water Mechanical Compression Heat Pump, Energy, 16(6), 883-896.
7. 7. Sahin, R., Ata, S., Kahraman, A., 2018. Organik Rankine Çevriminde Farklı Tip Akışkanlarda Türbin Giriş Sıcaklığı ve Basıncının Sistem Bileşenlerindeki Tersinmezlik Değerlerine Etkisinin Belirlenmesi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33(2), 225-236.
8. 8. Yataganbaba, A., Kilicarslan, A., Kurtbas, I., 2015. Irreversibility Analysis of a TwoEvaporator Vapour Compression Refrigeration System, Int. J. Exergy, 18(3), 340–355.

9. 9. Tosun, E., Bilgili, M., Tuccar, G., Yasar, A., Aydın, K., 2016. Exergy Analysis of an InterCity Bus Air-Conditioning System, Int. J. Exergy, 20(4), 445–464.
10. 10. Hepbasli, A., Akdemir, O., 2004. Energy and Exergy Analysis of a Ground Source (Geothermal) Heat Pump System, Energy Conversion and Management, 45(5), 737-753.
11. 11. Cengel, Y.A., Boles, M.A., 2015. An Engineering Approach, New York: McGrawHill Education.
12. 12. Hepbasli, A, 2008. A Key Review on Exergetic Analysis and Assessment of Renewable Energy Resources for a Sustainable Future, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(3), 593-661.
13. 13. Salazar-Pereyra, M., Toledo-Velázquez, M., Eslava, G.T., Lugo-Leyte, R., Rosas, C.R., 2011. Energy and Exergy Analysis of Moist Air for Application in Power Plants, Energy and Power Engineering, 3, 376-381.
14. 14. Türkakar, G., Okutucu-Özyurt, T., 2015. Entropy Generation Analysis and Dimensional Optimization of an Evaporator for Use in a Microscale Refrigeration Cycle, International Journal of Refrigeration, 56, 140-153.
15. 15. Kotas, T.J., 1985. The Exergy Method of Thermal Plant Analysis, Anchor Brendon Ltd.
16. 16. Qureshi, B.A., Zubair, S.M., 2003. Application of Exergy Analysis to Various Psychrometric Processes, International Journal of Energy Research, 27, 1079-1094.