Eksperimentalno ispitivanje i poređenje učinka transkritičnog uređaja sa CO2 koji radi sa fleš-gas bajpasom i mehaničkim prehlađivačem

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Matthew Quinn Eric Winandy Markus Lenz Frank Rinne

Apstrakt

Primenom Montrealskog protokola emisija supstanci koje oštećuju ozonski omotač smanjena je za 98%, a potpisivanjem Amandmana iz Kigalija, dogovoreno je da se u razvijenim zemljama (koje ne postupaju po članu 5 Montrealskog protokola), uključujući Evropu, do 2035. godine postepeno smanji upotreba fluorisanih gasova (HFC) za 15% u odnosu na polazne vrednosti iz 2011–2013.
Da bi se u budućnosti osiguralo hlađenje u industriji, uz planirano postepeno smanjivanje upotrebe fluorovanih supstanci (HFC rashladni fluidi), važno je razviti visoko efikasne rashladne sisteme sa niskim potencijalom globalnog zagrevanja (PGZ). Prirodni rashladni fluidi, uključujući CO2, predstavljaju dokazano efikasne zamene za rashladne fluide koji imaju visok PGZ. Međutim, korišćenje CO2 nosi sa sobom nove izazove, zahtev za znatno složenijim strukturama sistema da bi se ostvarila efikasnost koju konvencijalno nude HFC fluidi, zatim rešenje problema nastalih usled visokih pritisaka i otežane kontrole izobarskih uslova pri razmeni toplote sa okolinom, kao i zbog većeg dela rashladnog ciklusa u natkritičnoj oblasti gde je uticaj visokih temperatura okoline na sezonsku efikasnost rashladnog ciklusa vrlo negativan.
U ovom radu numerički i eksperimentalno izvršena je procena rada natkritičnog rashladnog sistema sa CO2 za tri varijante rashladnog ciklusa: 1) osnovni (standardni, uporedni) sistem sa kompresijom pare, koji uključuje kompresor, kondenzator, hladnjak za natkritični gas sa elektronskim regulatorom za optimizaciju visokog pritiska, skupljač tečnosti/odvajač tečne faze, elektronski prigušni ventil sa pulsnom modulacijom i isparivač; u radu sa ovakvim konfiguracijom mogu se javiti problemi kada je temperatura okoline (toplotnog ponora) viša od 35 °C; 2) sa separatorom fleš gasa, i ventilom konstantnog pritska, kojim se para iz fleš tanka dodatno prigušuje na pritisak usisavanja i odvodi u kompresor; korišćenje ovog kruga omogućava prihvatljivu efikasnost i kada su temperature okoline do 42 °C, i 3) sa mehaničkim prehlađivanjem (uz pomoć dodatne nezavisne rashladne instalacije) koja se ugrađuje redno na izlazu hladnjaka gasa; na ovaj način ublažavaju se teškoće pri radu sa temperaturama toplotnog ponora koje su iznad 35 °C, pri čemu se istovremeno obezbeđuje povećanje i rashladnog učinka i koeficijenta hlađenja (COP). Performanse svakog od sistema su određene i upoređene sa parametrima uporednog ciklusa.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
QUINN, Matthew et al. Eksperimentalno ispitivanje i poređenje učinka transkritičnog uređaja sa CO2 koji radi sa fleš-gas bajpasom i mehaničkim prehlađivačem. KGH – Klimatizacija, grejanje, hlađenje, [S.l.], v. 48, n. 1, p. 64-73, mar. 2019. ISSN 2560-340X. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/kgh/article/view/4334>. Datum pristupa: 24 may 2019
Sekcija
Tematski članci

Reference

A.C. Beaver, J. Y. (1999), An Experimental Investigation of Transcritical Carbon Dioxide Systems for Residential Air-Conditioning ACRC Report CR-18. University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, USA.
Armeli, P. (2016), Design and experimental investigation of basic, flash gas bypass and subcooler configurations of an R744 medium temperature condensing unit. MSc Thesis, Politecnico Di Milano.
Bella, B., N. Kaemmer (2011), Experimental Performance of Carbon Dioxide Compressor with Parallel Compression. DKV-Tagung 2011.
G. Lorentzen, J. P. (n.d.), New possibilities for non CFC refrigeration. In proceedings of the IIR international symposium on refrigeration, energy and environment, Trondheim, Norway; 1992. p.163e74.
J. Sarkar, S. B. (2007), Natural refrigerent-based subcritical and transcritical cycles for high temperature heating. International Journal of Refrigeration 30.
Llopis, R. C. (2015a), Energy improvements of CO2 transcritical refrigeration cycles using dedicated mechanical subcooling. International Journal of Refrigeration 55, 129.
Stefan Elbel, P. H. (2004), Flash gas bypass for improving the performance of transcritical R744 systems that use microchannel evaporators. Elsevier, International Journal of Refrigeration 27.
Zubair, S. (1994), Thermodynamics of a vapor-compression refrigeration cycle with mechanical subcooling. Energy 19, 707–715.