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

Abstract

Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Sistemlerinde (BSSS’lerde) iş akışkanı olarak kullanılan R134a, küresel ısınmaya karşı alınan tedbirler kapsamında kullanımına son verilmesi planlanan soğutucu akışkanlardandır. Bu nedenle araştırmacılar, R134a’nın alternatiflerini geliştirmeye yönelmişlerdir. Bu kapsamda bu çalışmada; deneysel veriler yardımıyla mühendislik denklem çözücü (EES) programında geliştirilen teorik bir 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 türünün, kompresör gücüne, yoğuşturucudan birim zamandaki ısı geçiş miktarına, soğutma tesir katsayısına (COP’ye), ikinci yasa verimine ve soğutucu akışkanın kütlesel debisine etkisi tespit edilmiştir. Çalışmada, R134a ve alternatiflerine ilişkin aynı şartlarda elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak; kompresör gücünün R134a’ya göre, R1234yf’de %5,62, R450A’da %2,35, R513A’da %3,41, R515B’de ise %2,88 oranında arttığı tespit edilmiştir. Böylece, R134a yerine R1234yf, R450A, R513A ve R515B kullanıldığında, COP’de sırasıyla %5,32, %2,30, %3,30 ve %2,80 oranlarında azalma olduğu görülmüştür. Benzer şekilde, R1234yf, R450A, R513A ve R515B’nin kullanılmasıyla ikinci yasa veriminde R134a’ya kıyasla sırasıyla, %5,32, %2,30, %3,29 ve %2,80 bir azalma tespit edilmiştir. Böylece, hem COP hem de ikinci yasa verimi bakımından R134a’ya en yakın soğutucu akışkanın R450A olduğu belirlenmiştir.