RC270 soğutkanının soğutma etkinliğinin kompresör kalorimetresi test düzeneğinde deneysel incelenmesi

Abstract

1990'lı yılların başlarından itibaren, soğutma uygulamalarında, soğutkan olarak doğal akışkanların kullanılmaya başlanması çok yaygın bir hal almıştır. Bunun en önemli nedeni, doğal akışkanların çevreyle tamamen uyumlu olmalarıdır. Doğal akışkanlar arasında hidrokarbonlar soğutkan olarak önemli bir yerdedir fakat birkaçı, özellikle RC270 (siklopropan), ev tipi soğutma uygulamaları için uygundur. RC270, çok uygun termodinamik özeliklere sahiptir ve ayrıca bu özelikleri R12'ye benzemektedir. RC270'in uygulanabilirliği açısından tek problem yanıcılık özelliğidir fakat ev tipi buzdolapları nda çok yaygın olarak kullanılan R600a (izobütan) ile karşılaştırıldığında, R600a'dan biraz daha az yanıcı olduğu görülmektedir. Bu çalışmada, genel olarak, RC270 soğutkanı, termodinamik özelikleri verilerek teorik olarak değerlendirilmiş ve kurulan kompresör kalorimetresi test düzeneğinde yapılan ön deneyler ile deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma sırasındaki hesaplamalarda, "Refprex" soğutkan veri tabanı programı kullanılmıştır. Teorik çalışmada, RC270; R12, R134a ve R600a soğutkanları ile kıyaslanarak incelenmiştir. İlk olarak, RC270'in genel termodinamik özelikleri verilmiş ve RC270, şarj miktarı, doyma basıncı, sıkıştırma oranı ve kompresör çıkış sıcaklığı bakımından diğer soğutkanlarla karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Daha sonra, farklı soğutma çevrimi şartlarında, yine diğer soğutkanlarla kıyaslanarak, hacimsel soğutma kapasitesi ve COP açısından incelenmiştir. Deneysel kısımda ise, RC270'in soğutkan olarak kullanılarak kompresör testlerinin gerçekleştirileceği bir kalorimetre test düzeneği kurulmuş ve yapılan ön deneylerle RC270'in deneysel performansı hakkında sonuçlar alınmıştır. RC270 kompresör kalorimetresinde, deneyler sırasında sıcaklık, basınç, debi ve, elektriksel ölçüm işlemlerini yapacak, alınan ölçüm değerlerini toplayıp bilgisayar ortamına ileterek bu bilgileri analiz edecek ve deney düzeneğinin otomatik kontrolünü gerçekleştirecek, ölçüm, veri toplama ve kontrol sistemi adı verilen bir sistem kurulmuştur.

The using of natural fluids as refrigerants has been very popular in refrigeration applications since the beginning of 1990s. The most important reason for that is their being completely friendly for the environment. Among natural fluids hydrocarbons have an important place as refrigerants but a few of them are suitable for domestic refrigeration applications, especially RC270 (cyclopropane). RC270, has very suitable thermodynamic properties and also these are very similar to the properties of R12. The only problem for the application of RC270 is its flammability but it must be considered that R600a (isobutane) which is very widely used as a hydrocarbon refrigerant in household refrigerators is more flammable than RC270. In this study, generally, RC270 was considered theoretically by given its thermodynamic properties and was investigated experimentally on the compressor calorimeter which was installed. During the study a refrigerant database program called "Refprex" was used. In theoretical study, RC270 was investigated by comparing with the refrigerants of R12, R134a and R600a. At first, RC270's thermodynamic properties were given and by comparing with other refrigerants RC270 was considered from the amount of charge, saturation pressure, compression rate and compressor discharge temperature point of view. Then, again by comparing with other refrigerants RC270 was considered from volumetric cooling capacity and COP point of view for different refrigeration cycles. In the experimental side of this study, a compressor calorimeter on which the performance of the compressor worked with RC270 was evaluated was established and at the end of initial experiments the results about the perfe/mance of RC270 was taken. During the experiments on the compressor calorimeter, a system which will measure the values of temperature, pressure, mass flow and electrical, transfer these datas to the computer, analyse these and control the experimental set-up was installed.