Wydajność zoptymalizowanej konstrukcji parownika ożebrowanego dla wybranych czynników i jego wpływ na efektywność urządzenia

• Autorzy: Domański P. A. , Yashar D. , Kim M.

Warianty tytułu

EN

Performance of a finned-tube evaporator optimized for different refrigerants and its effect on system efficiency

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera analizę porównawczą czynników R-600a (izobutanu), R-290 (propanu), R-134a, R-22, R-410A oraz R-32 w parowniku ożebrowanym o zoptymalizowanej konstrukcji oraz analizę wpływu pracy parownika na współczynnik wydajności chłodniczej (COP) urządzenia. W prezentowanej analizie oparto się na szczegółowej konstrukcji parownika stworzonej przy pomocy oprogramowania EVAP-COND opracowanego w National Institute of Standards and Technology (NIST), będącego pakietem programów symulacyjnych, a także stosując schemat ISHEDI wykorzystujący niedarwinowski model ewolucyjny dla optymalizacji układów. Dla celów niniejszej analizy wygenerowano 4 500 różnych układów krążenia czynnika w parowniku dla każdego z rozpatrywanych czynników. Otrzymane wyniki tej optymalizacji zostały zastosowane do klasycznej analizy parowego sprężarkowego obiegu chłodniczego. Przy zastosowaniu analizy obiegu teoretycznego bez uwzględnienia efektów związanych z pracą parownika, uzyskano rozrzut wartości COP dla poszczególnych czynników na poziomie 11,7%. Przy analizie obiegów z uwzględnieniem efektów związanych z pracą parownika, wartości COP uzyskane dla R-290 były wyższe od wartości dla czynnika R-22 o 3,5%, podczas gdy wartości dla pozostałych czynników różniły się nie więcej niż około 2% od wartości COP dla czynnika R-22 dla rozpatrywanych dwóch różnych temperatur skraplania.

EN

This paper presents a comparable evaluation of R600a (isobutane), R290 (propane), R134a, R22, R410A, and R32 in an optimized finned-tube evaporator, and analyzes the impact of evaporator effects on the system coefficient of performance (COP). The study relied on a detailed evaporator model derived from NIST's EVAP-COND simulation package and used the ISHED1 scheme employing a non-Darwinian learnable evolution model for circuitry optimization. In the process, 4500 circuitry designs were generated and evaluated for each refrigerant. The obtained evaporator optimization results were incorporated in a conventional analysis of the vapor compression cycle. For a theoretical cycle analysis without accounting for evaporator effects, the COP spread for the studied refrigerants was as high as 11.7%. For cycle simulations including evaporator effects, the COP of R290 was better than that of R22 by up to 3.5%, while the remaining refrigerants performed approximately within a 2% COP band of the R22 baseline for the two condensing temperatures considered.

Słowa kluczowe

PL

chłodnictwo; parowniki ożebrowane

EN

finned-tube evaporator; refrigeration

• Wydawca: Inżynierskie Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Usługowe "MASTA" Spółka z o.o.
• Czasopismo: Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 8
• Strony: 291--298
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Domański P. A.

• National Institute of Standards and Technology, 100 Bureau Drive, Gaithesburg, MD 20899-8631, USA

autor

Yashar D.

• National Institute of Standards and Technology, 100 Bureau Drive, Gaithesburg, MD 20899-8631, USA

autor

Kim M.

• National Institute of Standards and Technology, 100 Bureau Drive, Gaithesburg, MD 20899-8631, USA

Bibliografia

• 1. Casson V., Cavallini A., Cecchinato L., Del Col D., Doretti L., Fornasieri E. i in.: Performance of ?nned coil condensers optimized for new HFC refrigerants, ASH-RAE Transactions, Vol. 108, Part 2, 2002, str. 517-527.
• 2. Cavallini A., Del Col D., Doretti L., Rossetto L.: Condensation heat transfer of new refrigerants: advantages of high pressure fluids, 8th International Refrigeration Conference at Purdue University, West Laffayette, IN, USA, 2000.
• 3. Liang S.Y., Wong T.N., Nathan G.K.: Numerical and experimental studies of refrigerant circuitry of evaporator coils, International Journal of Refrigeration, Vol. 24, No. 8,2001, str. 823-833.
• 4. Granryd E., Palm B.: Optimum number of parallel sections in evaporators, 21st International Congress of Refrigeration, IIR/IIF, Washington, DC, USA, 2003, paper No. ICR0077.
• 5. Lemmon KW., McLinden M.O., Huber M.L.: NIST reference fluids thermodynamic and transport properties - REFPROP 7.0. Standard reference database 23, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD; 2002.
• 6. ASHRAE, ANSI/ASHRAE Standard 34-2001, Designation and safety classification of refrigerants. American Society of Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers, Atlanta, GA, 2001.
• 7. Calm J.M., Hourahan G.C.: Refrigerant data summary, Engineering Systems, Vol. 18, No. 11,200l, str. 74-88.
• 8. IPCC, Climate change 200l: the scientific basis-contribution of working group I to the IPCC third assessment report, Intergovernmental panel on climate change of the world meteorological organization and the United Nations Environment Programme (UNEP), Cambridge University Press, Cambridge, UK, 200I.
• 9. NIST, Simulation models for ?nned-tube heat exchangers-EVAP-COND, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2003. http://www2.bfrl.nist.gov/software/ evapcond/.
• 10. Thome J.R.: Update on advances in ?ow pattern based two- phase heat transfer models, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 29, No. 3,2005, str. 341-349.
• 11. Müller-Steinhagen H., Heck K.: A simple friction pressure drop correlation for two-phase ?ow in pipes, Chemical Engineering Proces s, Vol. 20, No. 6, 1986, str. 297-308.
• 12. Ould Didi M.B., Kattan N., Thome J.R.: Prediction of two- phase pressure gradients of refrigerants in horizontal tubes, Interantional Journal of Refrigeration, Vol. 25, No. 7, 2002, str. 935-947.
• 13. Choi J.Y., Kędzierski M.A, Domanski P.A.: Generalized pressure drop correlation for evaporation and condensation in smooth and micro-?n tubes, IIR Commission B l Conference, Thermophysical Properties and Transfer Processes of New Refrigerants, Paderborn, Gerrnany, 200l.
• l4. Domański P.A., Yashar D., Kaufman K.A., Michalski R.S.: Optimized design of ?nned-tube evaporators using learnable evolution methods, International Journal HVAC&R Res., Vol. 10, No. 2, 2004, str. 201-212.
• l5. Michalski R.S.: Learnable evolution model: evolutionary process guided by machine learning, Machine Learning, Vol. 38, No. l, 2000, str. 9-40.
• 16. Domański P.A., Didion D.A, Chi J.: NIST vapor compression cycle design program-CYCLE_D 3.0, Standard reference database 49, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA, 2003.