20386

۲۰۳۸۶

مقايسه‌ي عملكرد سيكل تبريد تراكمي مبرد R410a و R22 با ظرفيت مشابه

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۱/۲۸

دكتر غلامرضا شهرياري مقدم

مكانيك

چكيده با توجه به تصميم جهاني بر جايگزيني مبردهاي مخرب محيط زيست با مبردهاي جديد، به بررسي سيكل تبريد تراكمي گاز جديد R410a با گاز مخرب R22 پرداخته خواهد شد. در اين پايان نامه، مدل سازي بر اساس روابط تئوري و با فرض‌هاي ساده‌سازي جهت بررسي روند كلي سيكل ترموديناميكي تبريد تراكمي بخار، صورت گرفته است. اين مقايسه و بررسي براساس اصول كلي ترموديناميكي بوده و منحني‌ها با استفاده از نرم افزار EES استخراج و ترسيم شده‌اند. در كدنويسي انجام شده مقايسه‌اي بين كار كمپرسور، اثر تبريد، ضريب عملكرد سيستم، دماي كمپرسور، تاثير تغييرات دماي اواپراتور و كندانسور بر عملكرد سيكل، بررسي تاثير سوپرهيت شدن و مادون سرد شدن سيال مبرد، نرخ دفع حرارت در كندانسور، نسبت فشارها و ضريب رسانايي گرمايي براي هر دو گاز R410a و R22 در ظرفيت حرارتي ثابت انجام شده است. در اين بررسي مشخص گرديد كه گاز R410a، در شرايط يكسان، داراي COP كمتر بوده، به كمپرسور قوي‌تر با كار بيشتر نياز داشته و داراي ظرفيت تبريد بالاتر و دماي كمپرسور بالاتر است. در شرايط آب و هوايي گرم، در دماي كندانسور و بار حرارتي مشابه با R22، بعلت داشتن دماي بحراني پايين تر، زودتر از گاز R22 به ناحيه بحراني خواهد رسيد و كارآيي خود را از دست خواهد داد. همچنين در دماي كندانسور بالا، به علت رسانايي حرارتي كمتر در حالت بخار اشباع و مقدار حرارت دفعي بيشتر، به صورت تصاعدي با كاهش عملكرد مواجه خواهد شد. در شرايط كاركرد خنك به دبي جرمي كمتري نياز دارد اما با بالا رفتن دما، دبي جرمي افزايش يافته و كارآيي آن با شيب بيشتر كم خواهد شد. گاز R410a در دبي حجمي كمتري مي‌تواند ظرفيت تبريدي برابر با گاز R22 داشته باشد، لذا تجهيزات آن از هندسه‌ي كوچكتري برخوردارند. سيكل هاي تبريد تراكم بخار با گاز R410a براي شرايط آب و هوايي گرم مناسب نيستند. واژه‌هاي كليدي: R410a، R22، مبرد، ضريب عملكرد، اواپراتور

1398/02/04

Comparison of the performance of refrigeration vapour compression cycle of R410a and R22 in same capacity

4/24/2019 12:00:00 AM

Abstract: Due to the destructive effect of refrigerants on the environment, R22 refrigerant is being replaced with new environment friendly gases such as R410a. In the current work we have analyzed and compared vapor compression cycle of R22 and R410a using theoretical calculations and computer simulations to find the overall thermodynamic cycle of these gases. The simulations are based on thermodynamic formulas and results have been simulated and illustrated using EES software. Compression work, refrigerant effect, co-efficient of performance, compressor temperature, effect of evaporator and condenser temperature changes on cycle performance, effect of superheating and sub-coldness on refrigerant, rate of heat exchange in condenser, pressure ratio, and thermal conductivity for both R410a and R22 gases have been simulated and compared for a state of constant heat capacitance. Results show that the overall COP for R410a is lower than that of R22 and a more powerful compressor is needed for refrigeration using this gas. R410a also has a higher cooling capacity and higher compressing temperature than R22. In hot environment temperatures, where load is equal to that of R22, R410a reaches the critical region faster than R22 because of its lower critical temperature and loses its efficiency. Loss of efficiency in higher condenser temperature is made even worse due to lower heat conductivity during saturation vapor state and the need for more heat exchange. In cooler temperatures just above room temperature, R410a needs lower mass flow but as the temperature increases it needs a higher mass flow and its performance degrades at a higher rate. R410a can have the same refrigerating capacity of R22 with a lower mass flow and can operate in refrigerating devices that are smaller in size than those using R22. Keywords: Refrigerant,COP,R22,R410a,vapour compression