R134a'ya Alternatif Bir Soğutucu Akışkan (R513A) Kullanan Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Sistemlerinin Enerji ve Çevresel Analizi
Abstract
Küresel ısınma Dünya gündeminin ana konularından birisidir. Dolayısıyla, soğutucu akışkanların çevresel etkilerini azaltmak için birçok çalışma ve düzenleme yapılmaktadır. Çevre dostu soğutucu akışkanların kullanılması soğutucu akışkanların çevre üzerinde olumsuz etkisinin azaltılması için gereklidir. Düşük küresel ısınma potansiyeline (GWP) sahip HFC/HFO soğutucu akışkan karışımları HFC soğutucu akışkanların yerini aldığı düşünülmekte ve son zamanlarda ticari olarak üretilmektedirler. Bu çalışmada, R134a ve R513A soğutucu akışkanlarının performansları teorik olarak incelenmiştir. Ayrıca soğutucu akışkanların çevresel etki değerlendirilmesi yaşamsal döngü iklim performansına (LCCP) göre incelenmiştir. Soğutucu akışkanların enerji performansları farklı evaporatör (-15 ile 2.5 oC arasında) ve kondenser (30 ve 35 oC) sıcaklıkları için yapılmıştır. Evaportaör sıcaklığı -15 oC ve kondenser sıcaklığı 30 oC iken R134a ve R513A’nın COP değerleri sırasıyla 3.87 ve 3.77’dir. Aynı kondenser sıcaklığı için evaporatör sıcaklığı 2.5 oC olduğunda R134a ve R513A’nın COP değerleri sırasıyla 7.28 ve 7.16 olmaktadır. Dolaysıyla R134a ve R513A’nın COP değerlerinin hemen hemen benzer olduğu söylenebilir. R513A’nın GWP oranı R134a’nın yaklaşık yarısı kadardır. Dolayısıyla R513A R134a’dan %56 oranında daha az direkt emisyon (DE) değerine sahip olduğu görülmüştür. Her iki soğutucu akışkanın toplam emisyon değerinin büyük bir çoğunluğu (R134a için %94.98, R513A için %96.77) sistemin enerji tüketiminden kaynaklanmaktadır. R513A soğutucu akışkanın yanıcılık özelliğinin yoktur ayrıca doğrudan R134a ile çalışan sistemde herhangi bir değişiklik yapmadan kullanılabilir. R513A yukarıda saydığımız özelliklerden dolayı R134a’ya alternatif olarak kullanılabilir.
Keywords
Küresel ısınma potansiyeli, İklim değişikliği, CO2 emisyonu, Yaşam döngüsü performansı (LCCP), R513A
References
- [1] A. Mota-Babiloni, “Analysis of low global warming potential fluoride working fluids in vapour compression systems. Experimental evaluation of commercial refrigeration alternatives,” Universitat Politècnica de València, Valencia (Spain), 2016.
- [2] S. Bobbo et al., “Energetic and Exergetic Analysis of Low Global Warming Potential Refrigerants as Substitutes for R410A in Ground Source Heat Pumps,” Energies, vol. 12, no. 18, p. 3538, Sep. 2019.
- [3] H. Ozcan, “Performance determination of alternative refrigerants by usingexergy method,” Karabük University, 2011.
- [4] Z. Yang and X. Wu, “Retrofits and options for the alternatives to HCFC-22,” Energy, vol. 59. Elsevier Ltd, pp. 1–21, 15-Sep-2013.
- [5] G. Li, M. Eisele, H. Lee, Y. Hwang, and R. Radermacher, “Experimental investigation of energy and exergy performance of secondary loop automotive air-conditioning systems using low-GWP (global warming potential) refrigerants,” Energy, vol. 68, pp. 819–831, Apr. 2014.
- [6] A. Mota-Babiloni, J. Navarro-Esbrí, Á. Barragán, F. Molés, and B. Peris, “Drop-in energy performance evaluation of R1234yf and R1234ze(E) in a vapor compression system as R134a replacements,” Appl. Therm. Eng., vol. 71, no. 1, pp. 259–265, Oct. 2014.
- [7] B. Feng, Z. Yang, and R. Zhai, “Experimental study on the influence of the flame retardants on the flammability of R1234yf,” Energy, vol. 143, pp. 212–218, Jan. 2018.
- [8] C. Zilio, J. S. Brown, G. Schiochet, and A. Cavallini, “The refrigerant R1234yf in air conditioning systems,” Energy, vol. 36, no. 10, pp. 6110–6120, 2011.
- [9] D. A. Didion and D. B. Bivens, “Role of refrigerant mixtures as alternatives to CFCs,” Int. J. Refrig., vol. 13, no. 3, pp. 163–175, 1990.
- [10] M. Höbberg and T. Berntsson, “Non-azeotropic mixtures as working fluids in two-stage economizer-type heat pumps,” Int. J. Refrig., vol. 17, no. 6, pp. 417–429, 1994.