Functional dependence of thermodynamic and thermokinetic parameters of refrigerants used in mine air refrigerators. Part 1 – Refrigerant R407C

• Autorzy: Nowak B. , Życzkowski P. , Łuczak R.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2017-0005

Warianty tytułu

PL

Zależności funkcyjne parametrów termodynamicznych i termokinetycznych czynników chłodniczych stosowanych w górniczych chłodziarkach powietrza. Część 1 – Czynnik chłodniczy R407C

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The authors of this article dealt with the issue of modeling the thermodynamic and thermokinetic properties (parameters) of refrigerants. The knowledge of these parameters is essential to design refrigeration equipment, to perform their energy efficiency analysis, or to compare the efficiency of air refrigerators using different refrigerants. One of the refrigerants used in mine air compression refrigerators is R407C. For this refrigerant, 23 dependencies were developed, determining its thermodynamic and thermokinetic parameters in the states of saturated liquid, dry saturated vapour, superheated vapor, subcooled liquid, and in the two-phase region. The created formulas have been presented in Tables 2, 5, 8, 10 and 12, respectively. It should be noted that the scope of application of these formulas is wider than the range of changes of that refrigerant during the normal operation of mine refrigeration equipment. The article ends with the statistical verification of the developed dependencies. For this purpose, for each model correlation coefficients and coefficients of determination were calculated, as well as absolute and relative deviations between the given values from the program REFPROP 7 (Lemmon et al., 2002) and the calculated ones. The results of these calculations have been contained in Tables 14 and 15.

PL

Autorzy niniejszego artykułu zajęli się zagadnieniem modelowania właściwości (parametrów) termodynamicznych i termokinetycznych czynników chłodniczych. Znajomość tych parametrów jest niezbędna do projektowania urządzeń chłodniczych, ich analizy energetycznej, a także do porównaniu efektywności pracy chłodziarek powietrza wykorzystujących różne czynniki chłodnicze. Jednym ze stosowanych w górniczych sprężarkowych chłodziarkach powietrza czynnikiem chłodniczym jest R407C. Dla wymienionego czynnika chłodniczego opracowano 23 zależności określające jego parametry termodynamiczne i termokinetyczne w stanie cieczy nasyconej, w stanie pary nasyconej suchej, w stanie pary przegrzanej, w stanie cieczy przechłodzonej oraz w stanie pary mokrej. Utworzone wzory podano odpowiednio w tabelach: 2, 5, 8, 10 i 12. Należy zaznaczyć, że zakresy obowiązywania tych wzorów są szersze od zakresów zmian tego czynnika podczas normalnej pracy górniczych urządzeń chłodniczych. Artykuł kończy weryfikacja statystyczna utworzonych zależności. W tym celu dla każdego wzoru obliczono współczynniki korelacji, determinacji oraz odchyłki bezwzględne i względne między wartościami danymi z programu REFPROP 7 (Lemmon i in., 2002) a obliczonymi. Rezultaty tych obliczeń zamieszczono w tabelach 14 i 15.

Słowa kluczowe

EN

refrigerants; R407C; thermodynamic and thermokinetic parameters

PL

czynniki chłodnicze; R407C; parametry termodynamiczne i termokinetyczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 62, no. 1
• Strony: 55--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., tab.

Twórcy

autor

Nowak B.

• AGH University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Życzkowski P.

• AGH University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Łuczak R.

• AGH University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Arkema 2010. Forane 407C. Thermodynamic Properties (Saturation) – SI.
• [2] ASHRAE 2010. ASHRAE Handbook Refrigeration. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. Atlanta, USA.
• [3] Baumgarth S., Hörner B., Reeker J. 2010. Poradnik klimatyzacji. Tom I: Podstawy. Systherm. Poznań.
• [4] Bell I.H., Wronski J., Quoilin S., Lemort V. 2014. Pure and Pseudo-pure Fluid Thermophysical Property Evaluation and the Open-Source Thermophysical Property Library CoolProp. Industrial & Engineering Chemistry Research, 53 (2014), 2498-2508.
• [5] Bohdal T., Charun H., Czapp M. 2003. Urządzenia chłodnicze sprężarkowe parowe. Podstawy teoretyczne i obliczenia. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa.
• [6] Bonca Z., Butrymowicz D., Dambek D., Depta D., Targański W. 1998. Poradnik. Czynniki chłodnicze i nośniki ciepła. Własności cieplne, chemiczne i eksploatacyjne. IPPU Masta. Gdańsk.
• [7] Bonca Z., Butrymowicz D., Targański W., Hajduk T. 2004. Poradnik. Nowe czynniki chłodnicze i nośniki ciepła. Własności cieplne, chemiczne i użytkowe. IPPU Masta. Gdańsk.
• [8] Buchwald H., Flohr F., Hellmann J., König H., Meurer C. 2008. Solkane®-Pocket Manual Refrigeration and Air-Conditioning Technology. Solvay Fluor GmbH. Hannover.
• [9] Butrymowicz D., Baj P., Śmierciew K. 2014. Technika chłodnicza. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa.
• [10] Ding G., Wu Z., Liu J., Inagaki T., Wang K., Fukaya M. 2005. An implicit curve-fitting method for fast calculation of thermal properties of pure and mixed refrigerant. International Journal of Refrigeration, 28, 921-932.
• [11] Domański R., Jaworski M., Kołtyś J., Rebow M. 2000. Wybrane zagadnienia z termodynamiki w ujęciu komputerowym. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa.
• [12] DuPont 2004. Thermodynamic Properties of DuPont Suva 407C Refrigerant.
• [13] DuPont 2011. DuPont Refrigerant Expert – Duprex 3.2.
• [14] Elgor+Hansen 2014. Agregat chłodniczy EH-FORCE. Karta produktu. Elgor+Hansen Chorzów.
• [15] Eurotech 2013. Maszyny chłodnicze dla podziemnych zakładów górniczych. Eurotech Sp. z o.o. Bytom.
• [16] Feroiu V., Geana D. 2003. Volumetric and thermodynamic properties for pure refrigerants and refrigerant mixtures from cubic equations of state. Fluid Phase Equilibria, 207, 283-300.
• [17] Feroiu V., Geana D. 2011. Properties of pure refrigerants and refrigerant mixtures from cubic equations of state. Revue Roumaine de Chmie, 56(5), 517-525.
• [18] Gajosiński S., Jankowska-Groch M. 2011. Uwarunkowania prawne i środowiskowe dotyczące stosowania czynników chłodniczych w klimatyzacji w górnictwie. Cuprum, nr 4 (61), 2011.
• [19] Grzebielec A., Pluta Z., Ruciński A., Rusowicz A. 2011. Czynniki chłodnicze i nośniki energii. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa.
• [20] IMKiUS 2013. Zespół maszynowy MK. Inżynieria Maszyn Klimatycznych i Urządzeń Specjalnych Sp. z o.o. Kaczyce.
• [21] Kothandaraman C.P. 2011. Refrigerant Tables and Charts Including Air Conditioning Data. National Council of Education Research Training.
• [22] Kucuksille E.U., Selbas R., Sencan A. 2009. Data mining techniques for thermophysical properties of refrigerants. Energy Conversion and Management, 50, 399-412.
• [23] Kucuksille E.U., Selbas R., Sencan A. 2011. Prediction of thermodynamic properties of refrigerants using data mining. Energy Conversion and Management, 52, 836-848.
• [24] Laroiya S., Banwait S. 2007. Properties of Refrigerant & Psychrometric Tables & Charts in Si Unit. Birla Publications Regd.
• [25] Lemmon E.W., Huber M.L., McLinden M.O. 2002. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties – REFPROP, Version 7.0. National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg.
• [26] Lemmon E.W., Huber M.L., McLinden M.O. 2013. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties – REFPROP, Version 9.1. National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg.
• [27] Mexichem Fluor 2010. Klea 407C. Thermodynamic Property Data. SI Units.
• [28] de Monte F. 2002a. Calculation of thermodynamic properties of R407C and R410A by the Martin-Hou equation of state – part I: theoretical development. International Journal of Refrigeration, 25, 306-313.
• [29] de Monte F. 2002b. Calculation of thermodynamic properties of R407C and R410A by the Martin-Hou equation of state – part II: technical interpretation. International Journal of Refrigeration, 25, 314-329.
• [30] OJ L 286/1 2009. REGULATION (EC) No 1005/2009 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 16 September 2009 on substances that deplete the ozone layer.
• [31] Radermacher R., Hwang Y. 2005. Vapor Compression Heat Pumps with Refrigerant Mixtures. CRC Press Taylor & Francis Group. Boca Raton, USA.
• [32] Recknagel H., Sprenger E., Schramek E.-R. 2008. Kompendium wiedzy. Ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo. Omni Scala. Wrocław.
• [33] Sozen A., Arcaklioglu E., Menlik T., Ozalp M. 2009. Determination of thermodynamic properties of an alternative refrigerant (R407C) using artificial neural network. Expert Systems with Applications, 36, 4346-4356.
• [34] StatSoft 2006. Elektroniczny Podręcznik Statystyki PL, Kraków.
• [35] StatSoft 2011. STATISTICA (data analysis software system), version 10.
• [36] Termospec 2004. Dokumentacja techniczno-ruchowa chłodziarki TS-450P. Termospec Sp. z o.o. Żory.
• [37] Ullrich H.-J. 1998. Technika chłodnicza. Poradnik. Tom 1. IPPU Masta. Gdańsk.
• [38] Ullrich H.-J. 1999. Technika chłodnicza. Poradnik. Tom 2. IPPU Masta. Gdańsk.
• [39] Wojciechowski J. 2013. Application of the GMC-1000 and GMC-2000 Mine Cooling Units for Central Air-Conditioning in Underground Mines. Arch. Min. Sci. 58, 1, 199-216.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)