Mekanik buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminde R134a, R1234yf, R450A, R513A ve R515B kullanımının termodinamik analizi

Abstract

Buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde iş akışkanı olarak kullanılan R134a, küresel ısınmaya karşı alınan tedbirler kapsamında kullanımına son verilmesi planlanan soğutucu akışkanlardandır. Bu çalışmada; deneysel veriler yardımıyla EES programında geliştirilen teorik model aracılığıyla mekanik bir buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminde R134a ve alternatifleri R1234yf, R450a, R513a ve R515b soğutucu akışkanlarının kullanımları, Termodinamiğin I. ve II. yasaları bakımından teorik olarak incelenmiştir. Analizler, sabit soğutma yükü için çeşitli buharlaşma ve yoğuşma sıcaklıklarında gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda; soğutucu akışkan çeşidinin, kompresör gücüne, yoğuşturucudan birim zamandaki ısı geçiş miktarına, COP, ikinci yasa verimine ve soğutucu akışkanın debisine etkisi tespit edilmiştir. Çalışmada, R134a ve alternatiflerine ilişkin aynı şartlarda elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, R134a ile karşılaştırıldığında kompresör gücü, R1234yf’de %5.62, R450a’da %2.35, R513a’da %3.41, R515b’de ise %2.88 oranında artmıştır. Böylece, R134a yerine R450a, R515b, R513a ve R1234yf kullanıldığında, COP’de sırasıyla %2.03, %2.80, %3.30 ve %5.32 oranlarında azalma olduğu görülmüştür. Benzer şekilde, R450a ve R515b’nin kullanılmasıyla ikinci yasa veriminde, R134a’ya kıyasla yaklaşık olarak %3, R1234yf ve R513a’nın kullanılmasıyla ise %5 oranında bir azalma tespit edilmiştir.