Özet:

In this study; in a Steam Compressed Refrigeration System (in BSSS) used as a coolant fluid R134a, the R1234yf coolant fluid, considered an alternative to R134a, was used as a work fluid with the contribution of Al2O3 and Carbon Nanotubes (CNTs) nanoparticles. The cooling system in the same conditions, only by changing the workflow, has been theoretically studied in terms of thermodynamics. First of all, the system used as a coolant liquid R134a, thermodynamics I. First and II. The (second) laws were analyzed and then the analyses were repeated using the R1234yf cooling fluid under the same conditions. The results of the analysis; at -7 C evaporation and 45 C concentration temperatures, the system's cooling coating rate (COP) was calculated as 1,950 when R134a and 1,824 when R1234yf was used. So there was a 6.46% decline between COP values. In the same way, there was a reduction of 6.44% between the second law yields (exerge yields). Given these results, COP and decrease in exergy efficiency resulting from the use of R1234yf were predicted to be compensated by the use of nanocultivating fluids. Furthermore, the R1234yf cooling fluid; with the contribution of Al2O3 or CNTs nanoparticles, R134a cooling fluid was assessed as the nanoparticles in the same conditions. The cooling system was theoretically analyzed with the nanoparticles of R1234yf/Al2O3 and R1234yf/CNTs for nanoparticles, which varied from 0.01 to 0.01 per cent in volume in the same conditions. The analyses were carried out in a wide range for varied evaporation temperatures, despite varied concentration temperatures and 45 C concentration temperatures, despite -7 C. The results of the reviews have shown that the COP value and exergy efficiency are increasing with the nanoparticles volume ratio. According to this, in -7 C evaporation and 45 C concentration temperatures, when the use of the R1234yf/%0.1Al2O3 nanoculator fluid, the increase in COP and exergy efficiency according to the system used R134a was found to reach up to 18.46% and 18.43% respectively. Similarly, in the case of the use of the R1234yf/%0.1CNTs nanoscientific fluid, these increases occurred at 6.92% and 6.89% respectively.

Anahtar Kelimeler:

Özet:

Bu çalışmada; soğutucu akışkan olarak R134a kullanılan bir Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Sisteminde (BSSS’de), R134a’nın alternatifi olarak değerlendirilen R1234yf soğutucu akışkanı, Al2O3 ve Karbon Nanotüp (CNTs) nanoparçacıklarının katkısıyla iş akışkanı olarak kullanılmıştır. Soğutma sistemi aynı şartlarda, yalnızca iş akışkanı değiştirilerek, termodinamik bakımdan teorik olarak incelenmiştir. Öncelikle, soğutucu akışkan olarak R134a kullanılan sistem, termodinamiğin I. (birinci) ve II. (ikinci) yasaları bakımından analiz edilmiş, ardından bu sistem aynı şartlarda R1234yf soğutucu akışkanı kullanılarak analizler tekrar edilmiştir. Analizler sonucunda; -7 C buharlaşma ve 45 C yoğuşma sıcaklıklarında, sistemin Soğutma Tesir Katsayısı (COP), R134a kullanıldığında 1,950 ve R1234yf kullanıldığında 1,824 olarak hesaplanmıştır. Böylece, COP değerleri arasında %6,46’lık bir düşüş ortaya çıkmıştır. Aynı şekilde ikinci kanun verimleri (ekserji verimleri) arasında da %6,44’lük bir azalma olduğu saptanmıştır. Bu sonuçlar dikkate alınarak, R1234yf kullanımıyla ortaya çıkan COP ve ekserji verimindeki düşüşlerin, nanosoğutucu akışkan kullanımıyla telafi edilebileceği öngörülmüştür. Bunun üzerine, R1234yf soğutucu akışkanı; Al2O3 veya CNTs nanopartiküllerinin katkısıyla, R134a soğutucu akışkanı yerine nanosoğutucu akışkan olarak aynı şartlarda değerlendirilmiştir. Soğutma sistemi; aynı şartlarda, hacimsel olarak %0,01’den %0,1’e kadar %0,01’er artışlarla değişen nanoparçacık katkısı için R1234yf/Al2O3 ve R1234yf/CNTs nanosoğutucu akışkanlarıyla teorik olarak analiz edilmiştir. Analizler; -7 C buharlaşma sıcaklığına karşın muhtelif yoğuşma sıcaklıkları ve 45 C yoğuşma sıcaklığına karşın muhtelif buharlaşma sıcaklıkları için geniş bir aralıkta gerçekleştirilmiştir. İncelemeler sonucunda, COP değerinin ve ekserji veriminin, nanopartikül hacimsel oranı ile artmakta olduğu görülmüştür. Buna göre, -7 C buharlaşma ve 45 C yoğuşma sıcaklıklarında, R1234yf/%0,1Al2O3 nanosoğutucu akışkanı kullanılması durumunda, saf R134a kullanılan sisteme göre COP değerindeki ve ekserji verimindeki artışların sırasıyla %18,46 ve %18,43 değerlerine kadar ulaştığı tespit edilmiştir. Benzer şekilde, R1234yf/%0,1CNTs nanosoğutucu akışkanı kullanılması durumunda bu artışlar sırasıyla, %6,92 ve %6,89 olarak gerçekleşmiştir.