Energy efficiency improvement of the refrigeration cycle using an internal heat exchanger

• Autorzy: Müller J.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.199.5948

Warianty tytułu

PL

Poprawa efektywności energetycznej obiegu ziębniczego poprzez zastosowanie doziębiacza

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A refrigeration cycle modified using an Internal Heat Exchanger is presented. For different refrigerants, the net effect of using an IHX is either positive or negative due to refrigerant properties and working conditions. Wet refrigerant vapor at the inlet of IHX improves the cycle in various aspects. The evaporator performance is much better when not superheating the vapor. A “pure” effect of subcooling the refrigerant liquid at the inlet of the expansion valve results in an increased specific heat of evaporation. For zeotropic mixtures, increased subcooling results in lowering the evaporating temperature without lowering the pressure in the evaporator. The EER value can be improved for some refrigerants and for specific working conditions. Theoretical and experimental evaluations of this concept are presented. Commonly used refrigerants were evaluated theoretically and tested in a 10 kW (cooling capacity) test rig. R22 and R407C were analyzed.

PL

W artykule przedstawiono obieg ziębniczy zmodyfikowany przez dodanie doziębiacza. Efekt końcowy zastosowania doziębiacza jest różny w zależności od użytych ziębników oraz warunków pracy. Wprowadzenie pary mokrej do doziębiacza skutkuje wieloma pozytywnymi efektami. Praca parowacza jest efektywniejsza, jeżeli nie służy on do przegrzewania pary ziębnika, doziębienie cieczy przed zaworem rozprężnym skutkuje zwiększeniem właściwego ciepła parowania. Dla mieszanin zeotropowych obserwuje się obniżenie temperatury parowania bez obniżania ciśnienia parowania. Zwiększenie wartości wskaźnika EER może być uzyskane przez odpowiedni dobór ziębników oraz parametrów pracy obiegu. Przedstawiono również wyniki badań eksperymentalnych dla powszechnie używanych ziębników na stanowisku o wydajności ziębniczej 10 kW.

Słowa kluczowe

EN

efficiency; refrigeration cycle; internal heat exchanger; refrigerant mixtures

PL

twardość wody; renowacja; wykładzina cementowa; przewody wodociągowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Środowisko
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 1-Ś
• Strony: 105--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr., wz.

Twórcy

autor

Müller J.

• Faculty of Environmental Engineering, Cracov University of Technology

Bibliografia

• [1] Kruse H., Energy savings when using hydrocarbon as refrigerant, International CFC and Halon Alternatives Conference, Washington, DC, USA, 1995.
• [2] Domanski P.A. et al., Evaluation of suction-line/liquid-line heat exchange in the refrigeration cycle, Int. J. Refrig., Vol. 17, 1994.
• [3] Angelino G., Invernizzi C., General method for the thermodynamic evaluation of heat pump working fluids, Int. J. Refrig., Vol. 11, 1988.
• [4] McLinden M.O., Optimum refrigerants for non-ideal cycles: an analysis employing corresponding states, Proc. ASHRAE – Purdue CFC & IIR – Purdue Refrigeration Conferences, W Lafayette, IN, 1990.
• [5] Domanski P.A., Didion D.A, Mulroy W.J., Parise J., A simulation model and study of hydrocarbon refrigerants for residential heat pump systems, Proceedings Int. Conference New Applications of Natural Working Fluids in Refrigeration and Air Conditioning, IIR, Commission B2, Hannover, Germany 1994.
• [6] Jung D., Kim Ch., Hwangbo H. Ji. H., Effect of suction line heat exchangers on the performance of various HCFC22 alternatives, International Conference on Ozone Protection Technologies, Washington, DC (USA), 1996.
• [7] Huelle Z.R., Wpływ ukształtowania obiegu chłodniczego na zapotrzebowanie energii urządzeń chłodniczych (The refrigerant cycle configuration impact on the energy consumption), Konferencja Naukowo-Techniczna: Współczesne Problemy Techniki Chłodniczej, Kraków 1999.
• [8] Vakil B.H., Thermodynamics of heat exchange in refrigeration cycles with nonazeotropic mixtures. Part II, Suctionline heat exchange and evaporative cooling of capillary, Proceedings XVI Int. Congress of Refrigeration Paris, France, International Institute of Refrigeration, Commission B1, 1983.
• [9] Lavrenchenko G., Khmelnuk M., Tikhonova E., Thermodynamical aspects of using mixtures of substances in refrigerating machines, CFC’s The Day After. Refr. Sci. and Tech. Proceedings Commissions B1, B2, E1, E2, Padova 1994.
• [10] Klein S.A., Reindtl D.T., Brownell K., Refrigeration system performance using liquidsuction heat exchangers, Int. J. Refrig., 23, 2000.
• [11] Gallager J., McLinden M., Morrison G., Huber M., NIST Thermodynamic Properties of Refrigerants and Refrigerant Mixtures Database. (REFPROP 8.0), National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2007.
• [12] Maczek K., Müller J., Wojtas K., Domański P., Ternary zeotropic mixture with CO2 component for R-22 heat pump application. Clima 2000/Brussels 1997a, World Congress.
• [13] Maczek K., Wojtas K., Müller J., Ternary mixture as R22 replacement in heat pumps, IIF-IIR – Commissions E2 with E1 and B2, Linz, Austria 1997b.