امكان‌سنجي استفاده از مبدل بازياب حرارت در سيكل تبريد تراكمي بخار با آناليز ترموديناميكي، انتقال حرارت و اقتصادي

Feasibility of Usage Recovery Heat Exchanger in Vapor Compression Refrigeration Cycle by Using Thermodynamic, Heat Transfer and Economic Analyses

معمولاً در سیكل‌های تبرید تراكمی از مبدل حرارتی مایع مكش بعد از كندانسور و قبل از شیر انبساط استفاده می‌شود. در این پژوهش با استفاده از مبدل بازیاب حرارتی بعد از كمپرسور و قبل از كندانسور، سعی در بررسی تأثیر استفاده از مبدل حرارتی در این روش شده است. بدین منظور، سیكل تبرید تراكمی بخار با مبدل حرارتی مایع مكش و مبدل بازیاب حرارتی و با استفاده از مبردهای تترافلوئورواتان، تترافلوئوروپروپیلن-3،3،3،1 تترافلوئوروپروپیلن-3،3،3،2 و مبرد ایزوتروپ پنتافلوئورواتان/تری‌فلوئورواتان، از لحاظ ترمودینامیكی، انتقال حرارت و اقتصادی تحلیل شده است. سیكل تبرید تراكمی شبیه‌سازی‌شده دارای ظرفیت پایین است و مبدل‌های حرارتی كندانسور و اواپراتور مانند سیكل تبرید یخچال‌های خانگی از نوع هوا خنك با جابه‌جایی طبیعی هوا در نظر گرفته شده است. نتایج نشان دادند كه با استفاده از مبدل بازیاب حرارت در سیكل تبرید تراكمی، كاهش محسوسی در سطوح كل مورد نیاز مبدل‌های حرارتی موجود در سیكل برای انتقال حرارت و همچنین كاهش در هزینۀ كل سیكل تبرید رخ می دهد. همچنین مبرد تترافلوئوروپروپیلن-3،3،3،2 دارای بیشترین كاهش در مساحت كل مورد نیاز مبدل‌های حرارتی و هزینۀ كل سیستم است و برای استفاده در سیكل‌های تبرید تراكمی به‌جای مبرد تترافلوئورواتان توصیه می‌شود.

Usually, it is common to use the internal heat exchanger subcooler-superheater after the condenser and before the expansion valve in the compression refrigeration cycles. In this study, the effect of the heat exchanger is evaluated by using recovery heat exchanger after the compressor and before the condenser. To this end, the vapor compression refrigeration cycle with conventional heat exchanger thermaly and economically is analyzed by using R134a, R1234ze, R1234yf and isotropic R507A refrigerants. The simulated compression refrigeration has low capacity, and the condenser and the evaporator heat exchangers such as household refrigerators are air-cooled by natural convection of air. The findings show that the use of the recovery heat exchanger in the compression refrigeration cycle has resulted in a significant reduction the total amount of heat exchangers’ required area and the total cost function in the cycle. Also, R1234yf refrigerant has demonstrated the greatest decrease in the total heat exchangers required area in the cycle and in the total cost of the system. It is, thus, recommended to use R1234yf refrigerants in compression refrigeration cycles instead of R134a ones.