R744/R134A kaskad soğutma sisteminin enerji ve ekserji analizi

Dünyada var olan enerji kaynaklarının sınırlı olduğu ve giderek azaldığı gerçeği her geçen gün daha çok gündeme gelmekte, mevcut enerjiyi daha etkili kullanabilme, kullanılan enerjiden daha yüksek verim elde edilebilmesi için sistemler sürekli olarak iyileştirilmeye çalışılmaktadır. Bu olgunun yanında, bir diğer önemli konu olarak, giderek artan çevre bilinci ve sistemlerde kullanılan çevre dostu, doğaya zarar vermeyen ürünlerin kullanımı karşımıza çıkmaktadır. Çevresel yaptırımların ve enerji ekonomisinin öneminin arttığı bu dönemde, soğutma sistemlerinde, alternatif soğutkanlara yönelim bir zorunluluk haline gelmiştir. R744 akışkanı hem çevreye zarar vermeyen doğal bir ürün olması hem de termofiziksel özelliklerinin iyi olması sebebiyle, kurulan bir kaskad soğutma uygulamasında soğutucu akışkan olarak seçilmiş, üst çevrim olarak da diğerlerine nazaran daha çevreci olmasından dolayı R134A sistemi uygulanmıştır. Bu çalışmada, ilk aşamada R744 akışkanının çevresel ve termofiziksel özellikleri incelenmiş olup, daha sonra kaskad sistemli, ticari bir uygulamanın pratik incelemesi anlatılmış, incelenen sistemin dizaynı, kullanılan ana ekipmanlar ve sistemin termodinamik performansı açıklanmıştır. Sistem üzerinde belli noktalardan ölçümler alınmış ve bu ölçüm değerleri kullanılarak, I. Yasa ve II. Yasa analizleri yapılmıştır. Sistemdeki enerji dengesi, çevrimdeki her bir ana elemanının tersinmezlik neticesinde oluşan kaybı ve sistem üzerindeki kayıp oranları gösterilmiş, üzerinde durulması, iyileştirilmesi gereken ekipmanlar tespit edilmiştir. Burada genel kaskad sistem COP değeri 1,14 olarak bulunurken, soğutma sistemlerinin kalbi olan kompresörde R744 akışkanlı kompresörün daha verimli olduğu görülmüştür. Kayıpları incelediğimizde, her iki sistem için en düşük kaybın genleşme valfinde, evaporatör ve kondenserlerin de en yüksek kayıp noktası oldukları tespit edilmiştir. Ayrıca bu çalışmayla, R744/R134A sistemli bir derin muhafaza uygulamasından elde edilen pratik deneyimler tartışılmış ve bu deneyimler sonucunda iyileştirmeye yönelik bir takım önerilerde bulunulmuştur.