Doğal Soğutucu Akışkan Kullanımında Son Gelişmeler

Yıl 2020, Cilt: 6 Sayı: 3, 184 - 199, 27.12.2020

Esra Demirci Prof. Dr. Mehmet Özkaymak Meltem Koşan Ahmet Eren Akkoç Mustafa Aktaş

Öz

Günümüzde son zamanlarda, insanoğlu tarafından enerji sistemlerinin ısıtma ve soğutma amacıyla kullanılan sentetik soğutucu akışkanların yol açtığı hava, su, toprak kirliliği, ozon tabakasının tahribatı ve küresel ısınma gibi çevresel sorunlar yalnızca insan sağlığını tehdit etmeyip tüm canlı ve cansız türlerin yaşamlarını ve geleceğini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu çalışmada, çevreye olan zararların minimum seviyeye indirilmesi için sentetik soğutucu akışkanlara alternatif olarak kullanılabilecek doğal soğutucu akışkanlardan ve uygulama örneklerinden bahsedilmiştir. Doğal soğutucu akışkanların kullanımı, soğutma sistemi performans katsayısı ve sistemin teknolojik özellikleri açısından yapılan çalışmalar incelenmiştir. Elde edilen bulgular ve çıkarımlar ısıtma ve soğutma sistemi tasarımcılarına enerji verimliliği ve çevre kriterleri anlamında ışık tutacaktır.

Anahtar Kelimeler

enerji verimliliği, soğutma, soğutucu akışkanlar, soğutucu akışkanların çevresel etkileri

Developments in Natural Refrigerant Usage

Öz

Recently, environmental problems such as air, water, soil pollution, ozone layer destruction, and global warming caused by synthetic refrigerants used by human beings for heating and cooling of energy systems do not only threaten human health but also significantly affect the lives and future of all living and non-living species. In this study, natural refrigerants (R290, R600, R717, R744 etc.) that can be used as an alternative to synthetic refrigerants and application examples are mentioned in order to minimize environmental damage. Studies conducted in terms of the use of natural refrigerants, cooling system performance coefficient, and technological features of the system have been examined. The findings and inferences obtained will shed light on the heating and cooling system designers in terms of energy efficiency and environmental criteria. 

Kaynakça

• I. Garg and V.K. Bajpai, “To Study Various Performance Parameter of a Vapor Compression Refrigeration System With Two Evaporators Using R-134 (A), Journal of Basic And Applied Engineering Research, Vol. 5 (4), p. 268-271, 2018.
• M.C. Elvas, I. Peres, S. Carvalho, “Makıng Scıence Cooler: Carré’s Apparatus”, The Circulation of Science and Technology: Proceedings of the 4th International Conference of the Eshs, Barcelona, 18-20 November 2010, p. 441.
• T. Koyun, A. Koyun and M. Acar, ‘‘Soğutma Sistemlerinde Kullanılan Soğutucu Akışkanlar ve Bu Akışkanların Ozon Tabakası Üzerine Etkileri’’ Tesisat Mühendisliği Dergisi, vol. 88, pp. 46-53(2005).
• M. Aktaş, M. Koşan, E. Arslan and A.D. Tuncer, “Designing a novel solar-assisted heat pump system with modification of a thermal energy storage unit”, Proc IMechE Part A: J Power and Energy. Vol. 233(5), pp. 588-603, 2019.
• A. Mcculloch, "CFC and Halon Replacements in the Environment," Journal of Fluorine Chemistry, vol. 100 (1-2), pp. 163-173, 1999.
• E. Beşer, “Soğutucu Maddelerle İlgili Dünyada ve Türkiye’deki Gelişmeler”, Ш. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongre ve Sergisi, pp. 679-697, 1997.
• N. Abas, A.R. Kalair, N. Khan, A. Haider, Z. Saleem and M.S. Saleem, “Natural and synthetic refrigerants, global warming: A review”. Renew. Sustain. Energy Rev. Vol. 90, pp. 557–569, 2018.
• D. Colbourne, K.O. Suen, T.X. Li, I. Vince, A. Vonsild. “General framework for revising class A3 refrigerant charge limits – a discussion” International Journal of Refrigeration, Volume 117, , Pages 209-217, September 2020.
• K. Harby, “Hydrocarbons and Their Mixtures As Alternatives to Environmental Unfriendly Halogenated Refrigerants: An Updated Overview”, Renewable And Sustainable Energy Reviews vol. 73, p. 1247–1264, 2017.
• A. Mota-Babiloni, M.M. Joybari, J. Navarro-Esbrí, C. Mateu-Royo, A. Barragán-Cervera M. Amat-Albuixecha, Molés, F. “Ultralow-temperature refrigeration systems: Configurations and refrigerants to reduce the environmental impact”. International Journal of Refrigeration, vol. 111, pp.147-158, 2020.
• B.O. Bolaji and Z. Huan, “Ozone Depletion and Global Warming: Case For The Use of Natural Refrigerant–A Review”. Renewable And Sustainable Energy Reviews, vol.18, pp. 49-54, 2013.
• S.B. Riffat, C.F. Afonso, A.C. Oliveira and D.A. Reay, “Natural Refrigerants For Refrigeration and Air-Conditioning Systems”. Applied Thermal Engineering, vol. 17(1), pp. 33-42, 1997.
• E. Dikmen, A.Ş. Şahin, Ö.İ. Deveci and E. Akdağ, “Gwp Değeri Düşük Soğutucu Akışkanların Kullanıldığı Kaskad Soğutma Sisteminin Karşılaştırmalı Performans Analizi”, El-Cezerî Journal of Science And Engineering Vol: 7(1), pp. 338-345, 2020.
• M. Boumaza, “Performances Assessment of Natural Refrigerants As Substitutes To Cfc and Hcfc İn Hot Climate”. Int. J. Of Thermal & Environmental Engineering, vol. 1(2), 125-130, 2010.
• H.M. Kim, J. Pettersen and C.W. Bullard, “Fundamental Process And System Design Issues in CO2 Vapor Compression Systems”, Progress in Energy And Combustion Science, vol. 30, pp. 119-174, 2004.
• E. Ertaş, “Doğal Soğutkanlarla Güncel Uygulamalar”. IX. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi p. 846, 2009.
• H.G. Özcan, H. Günerhan and H. Yaldırak, ‘‘Alternatif Soğutkan Karbondioksit ve Otobüs Klimalarında Uygulaması’’ 11.Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi- 17/20 Nisan İzmir p. 695, 2013.
• A.A. Kharazi and N. Müller, “Comparing Water (R718) to other Refrigerants”. Process Industries, 2006.
• Ö. Kızılkan, ‘‘A Comparative Investigation of Natural Refrigerants: A Case Study For Cold Storage Application’’, SDU International Journal of Technological Science, vol. 7(3) 2015.
• C.S. Choudhari and S.N. Sapali, “Performance Investigation of Natural Refrigerant R290 As A Substitute To R22 in Refrigeration Systems”. Energy Procedia, vol. 109, pp. 346-352, 2017.
• M. Pitarch, E. Navarro-Peris, J. Gonzálvez-Maciá and J.M. “Corberán, Evaluation of Different Heat Pump Systems For Sanitary Hot Water Production Using Natural Refrigerants”. Applied Energy, vol. 190, pp. 911-919, 2017.
• S. Erten and K. Uludağ, ‘‘Soğutma Sistemlerinde R404a ve R290 Soğutucu Akışkan Kullanımının Termodinamik Analizi: Deneysel Karşılaştırma’’ VII. Uluslararası Fen, Mühendislik ve Mimarlık Bilimlerinde Akademik Çalışmalar Sempozyumu, (2019).
• S.V. Shaik and T.PA. Babu, “Thermodynamic performance analysis of eco friendly refrigerant mixtures to replace R22 used in air conditioning applications”. Energy Procedia, vol. 109, pp. 56 – 63, 2017.
• A. Özyurt, N. Erdönmez, B. Yılmaz, D. Yılmaz M.K. Sevindir and E. Mançuhan, ‘‘CO2/NH3 Kaskad Soğutma Sisteminin Termodinamik Analizi ve Performans Değerlendirmesi’’, 12. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir 1101-1110, 2015.
• H. Cho, ‘‘Comparative Study On The Performance And Exergy Efficiency Of Solar Hybrid Heat Pump Using R22 and R744’’, Energy, vol. 93, pp. 1267-1276, 2015.
• A. Nguyen, “Influence of an İnternal Heat Exchanger on the Operation of a CO2 Direct Expansion Ground Source Heat Pump”, Energy & Buildings, vol. 202, pp. 110, 2019.