Buhar sıkıştırmalı soğutma çevriminde R134a Yerine R450a, R513a, R515b ve R1234yf kullanımının deneysel ve teorik analizi

Soğutma sistemleri günümüzde birçok alanda önemli bir ihtiyaç haline gelmiştir. En eski ve en yaygın soğutma sistemlerinden biri buhar sıkıştırmalı soğutma sistemidir. R134a akışkanı, buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde çoğunlukla tercih edilen bir soğutucu akışkandır. Ancak R134a, küresel ısınmaya karşı alınan tedbirler kapsamında kullanımına son verilecek akışkanlardan biridir. Bu nedenle R134a'nın alternatifleri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu yüzden bu çalışmada; bir deney düzeneği EES programı yardımıyla modellenerek R134a'ya alternatif olarak gösterilen R1234yf, R450a, R513a ve R515b akışkanları, Termodinamiğin 1. ve 2. yasaları bakımından incelenmiştir. Analizler, sabit soğutma yükünde çeşitli buharlaşma ve yoğuşma sıcaklıklarında gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda soğutucu akışkan çeşidinin; aynı şartlar altında kompresör enerji tüketimine, yoğuşturucudan çevreye geçen ısı miktarına, soğutma tesir katsayısına (STK), ikinci yasa verimine ve soğutucu akışkanın debisine etkisi tespit edilmiş olup bu sonuçlar, R134a'ya ilişkin sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada incelenen akışkanların birim kütlesi için kompresör tarafından birim zamanda tüketilen enerji miktarının, R134a ile karşılaştırıldığında ortalama olarak; R1234yf için %5.62, R450a için %2.35, R513a için %3.41 ve R515b için ise %2.88 daha fazla olduğu görülmüştür. Bunun bir sonucu olarak; R134a yerine R450a, R515b, R513a ve R1234yf kullanılması durumlarında STK'da, sırasıyla, %2.03, %2.80, %3.30 ve %5.32 mertebesinde bir azalma olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuca benzer olarak, yine R450a ve R515b'nin kullanılması durumunda ikinci yasa veriminde, R134a'ya oranla yaklaşık %3, R513a ile R1234yf'nin kullanılması durumunda ise yaklaşık %5 mertebesinde bir azalma olduğu görülmüştür. Sonuç olarak; R134a'ya alternatif olarak gösterilen R1234yf, R450a, R513a ve R515b akışkanlarının BSSS'lerde kullanımlarının uygun olduğu kanaatine varılmıştır.