R404a soğutucu akışkanı kullanan sistemlerde R442A VE R453A  soğutucu akışkanları kullanılarak sistem verimlerinin arttırılması
Increase of system efficiencies by using R442A VE R453A refrigerants in systems which use R404A
Yazar: SERTAÇ ENDER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ATİLLA GENCER DEVECİOĞLU
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada R404A soğutucu akışkanı kullanılan buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminde hiçbir değişiklik yapılmadan R404A yerine R442A ve R453A kullanılması deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler, aynı çalışma şartları altında üç farklı buharlaşma sıcaklığı(-6°C, -3°C ve 0°C) ve üç farklı yoğuşma sıcaklığında(35°C, 40°C ve 45°C) İç Isı Değiştiricinin (IHX) etkisinin de tespit edilmesi için tekrarlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda soğutucu akışkanlara ait soğutma kapasitesi, kompresörde harcanan enerji, performans katsayısı(COP), kütlesel debi, izentropik ve hacimsel verim, sıkıştırma oranı ve kuruluk dereceleri tespit edilmiştir. Tespit edilen bu enerji parametreleri akışkanların kendi aralarındaki ve IHX kullanılıp kullanılmaması durumlarına göre karşılaştırmaları yapılmıştır.   Sonuçların ortalama değerleri kullanılarak yapılan değerlendirmeye göre, R442A ve R453A nın soğutma kapasitelerinin sırayla R404A dan %6.92 ve %3.10 daha yüksek olduğu görülmüştür.  Ayrıca, IHX kullanımı soğutma kapasitelerinin %19.63 ve %24.0 arttırmaktadır. Performans katsayılarında %10.83 ve %13.38 artış gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, IHX in etkisiyle, performans katsayılarında %25.29 ve %26.97 fazladan artış olmaktadır. Soğutma sistemlerinde Küresel Isınma Potansiyeli(GWP) 3943 olan R404A soğutucu akışkanının yerine GWP'si R404A'ya göre %52 daha düşük olan R442A(GWP:1888) ve %55 daha düşük olan R453A(GWP:1765) kullanılabilir. Sonuç olarak R442A ve R453A, R404A'nın yerine orta vadede kullanılabilecek uygun soğutucu akışkanlar olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, the use of R442A and R453A instead of R404A was experimentally investigated without any changes in the vapour compression refrigerant system which uses R404A refrigerant. Experiments were conducted under the same operating conditions, and they are repeated at three different evaporation temperatures (-6°C, -3°C, and 0°C), and three different condensation temperatures (35°C, 40°C and 45°C) also, in order to detect the effect of internal heat exchanger (IHX). From the results of the experiments, the cooling capacity of the refrigerants, the energy consumed in the compressor, the performance coefficient (COP), the mass flow rate, the isentropic and volumetric efficiency, the quality and the compression ratios were determined. Energy parameters of these refrigerants are coMPared among them. Furthermore, effects of IHX usage are also investigated.  According to the evaluation which is made using the averages of results, we have seen that the cooling capacity of R442A and R453A are 6.92% and 3.10% higher than that of R404A, respectively. Moreover, the use of IHX gives an additional 19.63% and 24.0% increase in the cooling capacity. We have observed 10.83% and 13.38% increases in the performance coefficients. In addition, with the effect of IHX, there is an additional increase in the performance coefficients by 25.29% and 26.97%. In the refrigerant systems, instead of R404A, which has a Global Warming Potential (GWP) 3943, R442A with GWP 52% smaller than that of R404A (R442A GWP: 1888) and R453A (GWP: 1765) with GWP 55% smaller than GWP of R404A could be used. As a result, it is observed that R442A and R453A refrigerants are suitable for use, instead of R404A in the middle term.