Onderzoek naar de invloed van oververhitting op de prestaties van een R134a-condensor

(expertartikel) In recente studies met betrekking tot het verbeteren van de prestaties van condensors in koelsystemen komt de alternatieve toepassing van oliekoeling in ammoniak-installaties naar voren.
Delen:
Als daarbij directe vloeistofinjectie in de compressoruitlaat plaatsvindt, aangestuurd door een pomp en voorafgaand aan de olieafscheider, verhoogt dit de efficiëntie van de olieafscheider, door de lagere temperatuur van het olie-koudemiddelmengsel. Hierbij komt echter een nieuw probleem om de hoek kijken: de condensor krijgt weliswaar te maken met een redelijk constante warmte-uitlaat, maar ook met verschillende oververhittingswaarden bij de inlaat. Oververhittingsgraad bij de inlaat Een groep Ecuadoraanse en Spaanse onderzoekers bestudeert in dit onderzoek de invloed van de oververhittingsgraad bij de inlaat op de prestatie van een condensor die gebruikmaakt van het koudemiddel R134a. Hierbij wordt de variatie van de oververhitting gereguleerd door middel van vloeistofinjectie die met behulp van een membraampomp voorkomt uit de uitlaat van de condensor. De prestaties van de condensor worden onder meer beïnvloed door de verkleining van het gemiddelde temperatuurverschil en de toename van de totale warmteoverdrachtscoëfficiënt. Enkelvoudige koelcyclus met R134a De proefopstelling van het onderzoeksteam is gebaseerd op een enkelvoudige koelcyclus die werkt met R134a, met twee compressoren met een verschillende capaciteit, en een membraampomp. Het geheel wordt aangestuurd door een driefasen-inductiemotor die is uitgerust met een frequentieregelaar. De oververhitting bij de inlaat wordt gereguleerd door vloeistofhercirculatie, waardoor de condensorwarmte bij benadering constant wordt gehouden. De onderzoekers lieten de opstelling onder verschillende omstandigheden draaien, waarbij onder andere variatie in de compressorcapaciteit, het verdampvermogen en de oververhitting bij de inlaat van de condensor werd toegepast. Numeriek voorspellend model De onderzoekers hebben naar aanleiding van hun studie ook een numeriek model gepresenteerd dat de waarden van de proefstelling moet voorspellen. Dit model maakt gebruik van dezelfde onafhankelijke inputvariabelen. Het model levert de algehele warmteoverdrachtscoëfficiënt op als output, en wordt tevens gebruikt om de evolutie van de warmteoverdracht in de condensor beter te begrijpen. De open-source C++-code van het model is online beschikbaar. Conclusies uit het onderzoek Uit het onderzoek blijkt dat de verschillende verdamperbelastingen en rotatiesnelheden slechts weinig invloed hebben op zowel de toename als de afname van de globale convectiewarmte. De modelwaarden komen overeen met de waarden die werden gevonden met behulp van de proefopstelling. De algemene conclusie uit het onderzoek is dat de globale efficiëntie van de condensor bij oververhitting enigszins kan toenemen bij een hogere verdamperbelasting en bij grotere compressorcapaciteiten.
• Onderzoekers: J.García del Valle & A.S.Rodríguez Vega, Universidad Técnica de Ambaro, Ecuador; J.Sierra-Pallares & F.Castro Ruiz, Universidad de Valladolid, Spanje. • Uit: International Journal of Refrigeration, n° 98 (2019), pp 25-34.
> Lees meer onderzoeks- en expertartikelen: Het effect van PCM en ijzel op de prestaties van een koelkast Onderzoeksmodel voorspelt voedseltemperatuur en helpt tegen verspilling Mengtheorieën en koelcycli-prestaties bij ejector-expansie met laag-GWP-koudemiddelen Prestaties van een vriessysteem met multizout-sorptiemiddel voor koelvrachtwagens Experimentele vergelijking van een lucht/water- koelsysteem bij gebruik van R134a en R1234yf Lucht-warmtepomp met dubbele dampinjectie presteert beter Analyse van CO₂-koelsystemen met ejector bij het gelijktijdig pasteuriseren en koelen van melk Onderzoek naar verwarmingsprestatie R410A en alternatieven in een lucht/water-warmtepomp