AN EXPERIMENTAL OF THERMODYNAMIC PERFORMANCE OF A CASCADE REFRIGERATION SYSTEM FOR REFRIGERANT COUPLES

Abstract

ABSTRACT

Through this thesis, it was proved that in the low-pressure cycle (LPC) when using R32 the greatest potential for damage to global warming potential (GWP) of the new mixture (90%R32+10%R600a). A mini cascade refrigeration system (MCRS) was used based on two refrigeration circuits connected by a heat exchanger (HEX) using the high-pressure cycle (HPC) with R407C. Furthermore, through this research, the best temperature (T) was (-32°C) by obtained by using a mixture at the lowest possible value of GWP events. Moreover, results were taken from the experiment with the new mixture at (-32.18°C) and with R32 at (-32.46°C). Superheat (Sh) and the pressure (P) of the evaporator (Evap) and the condenser (Cond) for both and, the T of the inlet and outlet of each of the compressors (Comp), the HEX, the Cond, and the Evap have been taken. Therefore, the energy consumption has been compared with the cooling chamber T drop and has a good result using MCRS. The power input and coefficient of performance (COP) factor were calculated. The outlet T of the LPC of the HEX (T_3) is matched by the T in the refrigerating chamber (T_e). Consequently, it was proved that the new mixture under the same experimental conditions in MCRS is very close to the results of R32 as R32 and 〖COP〗_MCRS is 1.63 and 1.78 for the new mixture. Therefore, the new mixture has a lower GWP of 63 than R32. Software Refprop was used to simulate the system model used. Therefore, from this, recommend looking for non-flammable alternatives to gases or mixtures because both R600a and R32 are flammable.

ÖZET

Bu tez sayesinde, düşük basınç çevriminde (LPC) R32 soğutucu akışkanı kullanılmasının, yeni oluşturulan karışım gazına (%90R32+%10R600a) göre küresel ısınma potansiyeline (GWP) daha büyük zarar verme potansiyeli olduğu kanıtlanmıştır. R407C soğutucu akışkanı kullanılan yüksek basınç çevrimi (HPC) bir ısı eşanjörü (HEX) ile iki soğutma devresini birbirine bağlayan mini bir kademeli soğutma sistemi (MCRS) kullanılmıştır. Ayrıca bu araştırma ile GWP’nin mümkün olan en düşük değerde tutmak için bir karışım kullanılarak istenilen en iyi sıcaklık (T) (-32°C) değeri elde edilmiştir. Ayrıca yeni karışım ile (-32.18°C) ve R32 ile (-32.46°C) değerlerine deneyler sonuçunda ulaşılmıştır. Her iki çevrim için aşırı kızdırma (Sh) değeri, evaporatör (Evap) ve kondenser (Cond) basıncı (P), kompresörlerin (Comp), HEX‘nin, Cond ve Evap ün her birinin giriş ve çıkışının T değeri ölçülmüştür. Bu sayede, MCRS de enerji tüketimi değeri, soğutma odası T düşüşü ile karşılaştırılmış ve iyi bir sonuç elde edilmiştir. Güç girişi ve performans katsayısı (COP) faktörü hesaplandı. HEX'nin (T_3) LPC'sinin T çıkışı, soğutma odasındaki T_e değeri T ile eşleştirilir. Sonuç olarak, MCRS'de aynı deneysel koşullar altında yeni karışımın ve R32 akışkanı kullanılan çevrimleri 〖COP〗_MCRS 'nin sırasıyla 1.63 ve 1.78 olması nedeniyle yeni karışımın R32'nin sonuçlarına çok yakın olduğu kanıtlanmıştır. Yeni karışımın kullanılması sayesinde GWP değeri R32'den 63 daha düşüktür. Kullanılan sistem modelini simüle etmek için Refprop yazılımı kullanılmıştır. R600a ve R32 gazlarının her ikisininde yanıcı olmasından dolayı yanıcı olmayan alternatifler aranması önerilmektedir.