In this study, thermodynamic analysis of a mechanical vapor compression refrigeration system was experimentally conducted with energetic and exergetic approaches. The equipment in the experimental setup was detailly introduced and thermodynamic relations of each main components were obtained in terms of energy and exergy approaches. The aim of this study is to contribute to the adaptation of commercial enterprises and R&D centers that continue their activities in cooling, air conditioning and heat pump applications in the process of adaptation to the restrictions on the use of fluorinated greenhouse gases. Within the scope of the study, R134a, which was among the fluorinated greenhouse gases, was used as a working fluid. Thus, it is aimed to present test, analysis procedure and experimental data for both existing systems with R134a and systems in the design process where alternative refrigerants are used instead of R134a. Therefore, the system using R134a was tested at various (-5, 0 ve 5 ℃) evaporation and (40, 45 ve 50 ℃) condensation temperatures at approximately 10 kW constant cooling capacity and the experimental findings were presented to the use of researchers. In addition, P-h and T-s diagrams, which were indicators of system characteristics, were shared to compare systems under similar conditions. As a result of this study, the outputs obtained with the help of the experimental data and the parameters determined for the simulation of the system were shared. In conclusion, it was seen that the evaporation and condensation temperatures have a significant impact on the system performance parameters. Accordingly, compressor power and total exergy destruction rate increased up to 30 and 48% with the increase of the condensation temperature at the constant evaporation temperature of 0 ℃, respectively. Additionally, it was observed that the EER value of the system decreased up to 23%. Similarly, compressor power and total exergy destruction rate increased up to 36 and 54% with the decrease of the evaporation temperature at the constant condensation temperature of 45 ℃, respectively. Additionally, it was observed that the EER value of the system decreased up to 27%.
Bu çalışmada; mekanik buhar sıkıştırmalı bir soğutma sisteminin termodinamik analizi enerjetik ve ekserjetik yaklaşımlarla deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Deney tesisatındaki ekipman detaylı olarak tanıtılmış ve her bir ana eleman için termodinamik bağıntılar elde edilmiştir. Bu çalışmanın amacı; soğutma, iklimlendirme ve ısı pompası uygulamalarındaki florlu sera gazlarının kullanımına getirilen kısıtlamalara uyum sürecinde, özellikle bu alanlarda faaliyetlerini sürdüren ticari işletmeler ve Ar-Ge merkezlerinin sürece adaptasyonuna katkı sağlamaktır. Çalışma kapsamında, iş akışkanı olarak florlu sera gazları arasında yer alan R134a kullanılarak hem mevcut R134a’lı sistemlere hem de değişim sürecindeki R134a’nın alternatiflerinin kullanımının planlandığı tasarım aşamasındaki sistemlere yönelik test ve analiz prosedürü ve deneysel veri sunulması hedeflenmektedir. Bu kapsamda, R134a kullanılan sistem yaklaşık 10 kW sabit soğutma kapasitesinde çeşitli (-5, 0 ve 5 ℃) buharlaşma ve (40, 45 ve 50 ℃) yoğuşma sıcaklıklarında test edilmiş ve elde edilen deneysel bulgular araştırmacıların kullanımına sunulmuştur. Ayrıca, benzer şartlardaki sistemlerin karşılaştırılabilmesi için sistem karakteristiklerinin bir göstergesi olan P-h ve T-s diyagramları paylaşılmıştır. Çalışma sonucunda, deneysel veriler yardımıyla elde edilen çıktılar ve sistemin simülasyonu için gerekli parametreler belirlenmiş ve paylaşılmıştır. Sonuç olarak, buharlaşma ve yoğuşma sıcaklıklarının sistem performansı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Buna göre; 0 ℃ sabit buharlaşma sıcaklığında, yoğuşma sıcaklığının artmasıyla kompresör gücünde %30 ve toplam ekserji kaybında %48’e varan artış, EER değerinde ise %23’e varan azalış tespit edilmiştir. Benzer şekilde; 45 ℃ sabit yoğuşma sıcaklığında, buharlaşma sıcaklığının düşmesiyle kompresör gücünde %36 ve toplam ekserji kaybında %54’e kadar artış, EER değerinde ise %27’ye varan azalış saptanmıştır.
