Introduction
Increasing concerns about climate change provide a new design factor for conventional systems striving for high efficiency and energy conservation at a given production cost. This new factor is the preference to utilize refrigerants that have a low global warming potential (GWP). Considering that the system’s indirect contribution to climate change (CO2 emissions from fossil fuel power plants generating electricity to drive the system) is dominant for most applications, it is important to be able to accurately determine performance merits of different fluids, and in particular their performance potential in optimized equipment. The goal of this study was to develop optimized refrigerant designs for R600a (isobutane), R290 (propane), R134a, R22, R410A, and R32 finned-tube evaporators and to analyze the effect of optimization on evaporator and system performance for these refrigerants. The number of studies related to the effects of the lubricating oil in vapor compression refrigeration systems has been increased in last few years. The renewed interested for this subject is linked to the replacement of the usual couples of hydrochlorofluorocarbon (HCFC) and mineral oils by hydrofluorocarbon (HFC) and synthetic lubricants (either polyolester oil (POE), polyalkyleneglycol oil (PAG) or even polyvinylester (PVE)). The lubricants used with vapor compression refrigeration systems prevent the wear of the compressor, limit the heating of the refrigerant during compression and take part in the sealing of the whole of the circuit. Although essential to the correct operation of the system, the use of lubricants is accompanied by adverse effects, which depend, amongst other, on the chemical compatibility between oil and refrigerant and on the rate of release of this oil out of the compressor. These effects are linked to modification of the physical and thermodynamic properties of the refrigerant–oil mixture, which can have a significant effect on the quality of heat transfer within the heat exchangers or on the characteristics of the flows. A first part of the work, presented recently [1], [2] and [3] led in the conception of a refrigeration system simulation software that takes into account the presence of the oil rejected by the compressor. The system whose operation is simulated uses the R410A HFC blend and its compressor is lubricated by an ISO 32 POE synthetic oil. It is a fully instrumented laboratory prototype, which provides a lot of experimental results that can be compared to computed values. The numerical and experimental results associated to seven working points were analysed in detail and it appeared that there is no significant difference between them: the consequences of the presence of lubricant are quantitatively identical, whatever the pressure ratio, the evaporating and condensing temperatures. However, the control of the temperature increase in the evaporator seemed to influence greatly the performance of the system, when no oil is circulating, which was expected, but also when some oil is circulating. It must be noted that when some lubricant circulates in the system, the difference between the temperatures at the evaporator inlet and outlet represents only an apparent gas overheat, since the quality never equals 1. In the absence of oil, the gas overheat must of course be reduced to a minimum (provided it stays greater than the glide of the R410A) but in the presence of oil, optimal values of the apparent overheat are expected: indeed, simple enthalpy models [4] validated by experiments [5] show that, for fixed oil fraction and mass flow rate, the enthalpy change in the evaporator is an asymptotically growing function of the temperature increase; however, in real systems operating with constant temperature heat source and evaporator of constant exchange surface, an excessive overheat reduces the refrigerant mass flow rate, the evaporator effect and the refrigeration coefficient of performance (COP).
แนะนำ
Increasing กังวลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีปัจจัยการออกแบบใหม่สำหรับระบบทั่วไปที่มุ่งมั่นในการอนุรักษ์พลังงานและประสิทธิภาพสูงที่มีต้นทุนการผลิตให้ ตัวใหม่นี้มีความสำคัญกับใช้น้ำมันที่มีการโลกร้อนศักยภาพต่ำ (GWP) พิจารณาว่า ส่วนทางอ้อมของระบบเพื่อเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (ปล่อย CO2 จากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลสร้างไฟฟ้าขับระบบ) เป็นหลักสำหรับการใช้งานมากที่สุด สิ่งสำคัญคือต้องสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพข้อดีของของเหลวต่าง ๆ ได้อย่างถูกต้อง และโดยเฉพาะ มีศักยภาพในการปฏิบัติเพิ่มประสิทธิภาพอุปกรณ์ เป้าหมายของการศึกษานี้ได้พัฒนาออกแบบน้ำยาครอบให้เหมาะสำหรับ R600a (isobutane), R290 (แก๊ส), R134a, R22, R410A และ R32 ท่อ finned evaporators และ เพื่อวิเคราะห์ผลของ evaporator และระบบประสิทธิภาพสำหรับน้ำมันเหล่านี้ จำนวนการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของน้ำมันหล่อลื่นในระบบทำความเย็นบีบอัดไอได้ถูกเพิ่มขึ้นในไม่กี่ปี สนใจที่ต่ออายุสำหรับเรื่องนี้เชื่อมโยงกับการแทนคู่รักปกติ hydrochlorofluorocarbon (HCFC) และน้ำมันแร่ โดย hydrofluorocarbon (HFC) และน้ำมันหล่อลื่นสังเคราะห์ (อย่างใดอย่างหนึ่ง polyolester น้ำมัน (ท่าโพธิ์), polyalkyleneglycol น้ำมัน (ปลายแห่ง) หรือแม้แต่ polyvinylester (PVE)) หล่อลื่นที่ใช้กับระบบทำความเย็นบีบอัดไอน้ำป้องกันการสึกหรอของคอมเพรสเซอร์ จำกัดความร้อนของการออกแบบในระหว่างการบีบอัด และมีส่วนร่วมในการยาแนวทั้งหมดของวงจร แม้ว่าจำเป็นเพื่อการดำเนินงานที่ถูกต้องของระบบ การใช้หล่อลื่นตามมา ด้วยผลข้างเคียง ซึ่งขึ้นอยู่กับ หมู่อื่น ๆ กันเคมีระหว่างน้ำมันและแบบ และอัตราการออกคอมเพรสเซอร์น้ำมันนี้ ลักษณะพิเศษเหล่านี้เชื่อมโยงกับการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพ และขอบของส่วนผสมแบบ – น้ำมัน ซึ่งสามารถมีผลสำคัญ ในคุณภาพของการถ่ายเทความร้อนภายในแลกเปลี่ยนความร้อน หรือ ในลักษณะของขั้นตอนการ ส่วนแรกของการทำงาน นำเสนอเมื่อเร็ว ๆ นี้ [1], [2] และ [3] นำในความคิดของซอฟต์แวร์การจำลองระบบทำความเย็นที่คำนึงถึงสถานะของน้ำมันคอมเพรสเซอร์ปฏิเสธ ระบบจำลองการดำเนินการที่ใช้ผสม R410A HFC และคอมเพรสเซอร์ของเป็น lubricated โดยเป็นน้ำมันสังเคราะห์ ISO 32 ท่าโพธิ์ มันเป็นต้นแบบปฏิบัติ instrumented เต็ม ซึ่งช่วยให้ผลการทดลองที่สามารถเปรียบเทียบกับค่าจากการคำนวณมาก ผลลัพธ์เป็นตัวเลข และทดลองเชื่อมโยงไปยังจุดทำงานเจ็ดถูก analysed โดยละเอียด และปรากฏว่า มีไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่าง: ผลของน้ำมันหล่อลื่นจะเหมือน quantitatively สิ่งความดัน การระเหย และอุณหภูมิกลั่นตัว อย่างไรก็ตาม การควบคุมการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิใน evaporator ที่ดูเหมือนจะ มีผลอย่างมากประสิทธิภาพการทำงานของระบบ เมื่อน้ำมันไม่มีการหมุนเวียน ซึ่งคาดว่า แต่ยัง เมื่อน้ำมันบางมีการหมุนเวียน ต้องสังเกตว่า เมื่อน้ำมันหล่อลื่นบางส่วนหมุนเวียนอยู่ในระบบ ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิที่แสดงถึงทางเข้าของและเต้าเสียบ evaporator เฉพาะก๊าซที่ชัดเจนร้อน เนื่องจากคุณภาพไม่เท่ากับ 1 ในกรณีน้ำมัน ก๊าซร้อนต้องแน่นอนจะลดลงต่ำสุด (โดยยังคงร่อนของ R410A มากกว่า) แต่คาดว่าในต่อหน้าของน้ำมัน ค่าสูงสุดของ overheat ชัดเจน: แน่นอน ความร้อนแฝงอย่างรุ่น [4] การตรวจสอบ โดยการทดลอง [5] แสดงว่า เศษน้ำมันคงที่และอัตราการไหลมวล การเปลี่ยนแปลงความร้อนแฝงใน evaporator จะเป็นฟังก์ชันการ asymptotically เติบโตการเพิ่มอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม ในระบบจริงปฏิบัติกับแหล่งความร้อนอุณหภูมิคงและ evaporator ของอัตราแลกเปลี่ยนคงพื้นผิว overheat มากเกินไปลดอัตราการไหลเชิงมวลน้ำยาครอบ ผล evaporator และสัมประสิทธิ์แช่แข็งผล (ตำรวจ)
การแปล กรุณารอสักครู่..
บทนำ
ความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ให้ปัจจัยการออกแบบใหม่สำหรับระบบปกติกระเสือกกระสนสำหรับประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงานที่ให้ต้นทุนการผลิต ปัจจัยใหม่นี้คือการใช้สารทำความเย็นที่มีศักยภาพโลกร้อนต่ำ ( GWP )พิจารณาว่า ระบบการบริจาคเพื่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ( การปล่อย CO2 จากเชื้อเพลิงฟอสซิลพืชพลังงานผลิตกระแสไฟฟ้าขับเคลื่อนระบบ ) เด่น คือ สำหรับการใช้งานมากที่สุด มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะถูกต้องสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพของของเหลวที่แตกต่างกันไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ศักยภาพของพวกเขาในอุปกรณ์ที่ดีที่สุดเป้าหมายของการศึกษานี้คือ เพื่อพัฒนาให้เหมาะสำหรับการออกแบบเย็น R600a ( ไอโซบิวเทน ) r290 ( โพรเพน ) , R22 , R134a , R410A และ r32 ครีบ evaporators หลอด และวิเคราะห์ผลของการเพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานและระบบระเหยสารทำความเย็นเหล่านี้จำนวนของการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของน้ำมันหล่อลื่นในระบบเครื่องทำความเย็นชนิดอัดได้เพิ่มขึ้นในไม่กี่ปี ต่ออายุสนใจเรื่องนี้เกี่ยวข้องกับการแทนที่ของคู่ปกติของไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน ( hcfc ) และแร่ตัวขับเคลื่อนโดยไฮโครฟลูออโรคาร์บอน ( HFC ) และหล่อลื่นสังเคราะห์ ( น้ำมันให้ polyolester ( POE )น้ำมัน polyalkyleneglycol ( ปั๊ก ) หรือแม้แต่ polyvinylester ( PVE ) สารหล่อลื่นที่ใช้กับระบบทำความเย็นชนิดอัดป้องกันการสึกหรอของคอมเพรสเซอร์ จำกัด ความร้อนของสารทำความเย็นระหว่างการบีบอัดและมีส่วนร่วมในการปิดผนึกของทั้งวงจร แต่สรุปการดำเนินการที่ถูกต้องของระบบ การใช้สารหล่อลื่นจะมาพร้อมกับอาการไม่พึงประสงค์ซึ่งขึ้นอยู่ในหมู่อื่น ๆ ในทางเคมี ความเข้ากันได้ระหว่างน้ำมันและสารทำความเย็น และอัตราการปล่อยน้ำมันออกจากคอมเพรสเซอร์ ผลเหล่านี้ถูกเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงของสมบัติทางกายภาพและความร้อนของสารทำความเย็นและน้ำมันผสมซึ่งจะมีผลต่อคุณภาพของการถ่ายโอนความร้อนในอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนหรือในลักษณะของการไหล ส่วนแรกของงานนำเสนอเมื่อเร็ว ๆนี้ [ 1 ] , [ 2 ] และ [ 3 ] นำในความคิดของการจำลองแบบระบบทำความเย็นซอฟต์แวร์ที่คำนึงถึงสถานะของน้ำมันที่ถูกปฏิเสธจากคอมเพรสเซอร์ระบบที่มีการใช้โดยวิธีผสมผสานของ R410A และคอมเพรสเซอร์หล่อลื่นโดย ISO 32 โพสังเคราะห์น้ำมัน มันเป็นอย่าง instrumented ห้องปฏิบัติการต้นแบบซึ่งมีจำนวนมากของผลการทดลองที่สามารถเทียบกับการคำนวณค่าจากผลการทดสอบและการทดลองที่เกี่ยวข้องกับ 7 คะแนน วิเคราะห์ในรายละเอียดแล้วพบว่า ไม่มีความแตกต่างระหว่างพวกเขา : ผลของการใช้สารหล่อลื่นที่เป็นเหมือนสิ่งที่กดดันอัตราส่วน , ระเหยและควบแน่นอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามการควบคุมอุณหภูมิเพิ่มขึ้นในเครื่องดูผลอย่างมากประสิทธิภาพของระบบเมื่อไม่มีน้ำมันไหลเวียนอยู่ ซึ่งคาดว่า แต่ยังเมื่อน้ำมันจะหมุนเวียน . มันต้องเป็นข้อสังเกตว่าเมื่อมีสารหล่อลื่นที่ไหลเวียนในระบบ ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิที่ Evaporator ขาเข้า ขาออกเป็นเพียงก๊าซปรากฏร้อนเกินไปเนื่องจากคุณภาพไม่เท่ากับ 1 ในการขาดของน้ำมัน น้ำมันร้อนเกินไปจะแน่นอนจะลดลงให้น้อยที่สุด ( ให้มันเป็นมากกว่าการเหินของ R410A ) แต่ในรำข้าว คุณค่าที่ชัดเจนแน่นอน ซื่งคาดว่า : วิทัลรุ่น [ 4 ] ) + [ 5 ] แสดงให้เห็นว่าสำหรับเศษส่วน น้ำมันคงที่และอัตราการไหลเชิงมวลเอนเปลี่ยนที่ระเหยเป็น asymptotically เติบโตเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในระบบปฏิบัติการที่มีอุณหภูมิคงที่แหล่งความร้อนและระเหยของพื้นผิวตราคงที่มากเกินไปร้อนเกินไปลดอัตราการไหลของสารทำความเย็น , เครื่องทำความเย็นระเหยมีผลต่อสัมประสิทธิ์สมรรถนะ ( COP )
การแปล กรุณารอสักครู่..