بررسی تجربی و مقایسه عملکرد دو نوع کندانسور میکروکانال و پره-لوله با مبرد R407c در چرخه تبرید تراکمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا، تهران، ایران

2 پژوهشگاه نیرو، گروه پژوهشی سیکل و مبدل‌های حرارتی، تهران، ایران

3 دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره)، تهران، ایران

چکیده

تحقیق حاضر به بررسی تجربی و مقایسه کندانسور میکروکانال و پره- لوله در یک چرخه تبرید می‌پردازد. هدف این پژوهش این است که براساس آزمایش‌های تجربی، اثر نوع کندانسور، بر ضریب علمکرد دستگاه داکت اسپلیت با ظرفیت سرمایشی 2/5 تن تبرید مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور از دو کندانسور میکروکانال و پره-لوله در یک چرخه تبرید استفاده شده است که دارای مبرد R407c است. به‌غیر از کندانسور، مابقی مؤلفه‌های چرخه تبرید از قبیل فن، کمپرسور، شیر انبساط، اواپراتور و ... در هر دو چرخه تبرید یکسان در نظر گرفته شده است. برای بررسی ضریب عملکرد، توان کمپرسور، توان برودتی اواپراتور، توان گرمایی کندانسور، نمودار دما-آنتروپی و همچنین تاثیر نوع کندانسور بر ضریب عملکرد سیکل تبرید در سه سرعت مختلف هوای عبوری از کندانسور مورد ارزیابی قرار گرفته است. تغییر سرعت هوای عبوری از کندانسور با تغییر سرعت فن کندانسور حاصل می‌شود. برای این منظور شش آزمایش مختلف انجام شده است که برای اطمینان از نتایج، هر آزمایش سه بار تکرار شده است. نتایج نشان می‌دهد استفاده از کندانسور میکروکانال‌ها در شرایط یکسان و با 700 گرم شارژ مبرد کمتر در کلِ چرخه تبرید، حدود 4‌% ضریب عملکرد را نسبت به سیستمی که کندانسور پره-لوله دارد، افزایش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation and performance comparison of two types of microchannel and Fin-tube condensers with R407c refrigerant in compression refrigeration cycle

نویسندگان [English]

  • Mahdi Hashemabadi 1
  • Ramin Hajian 2
  • Jamasb Pirkandi 1
  • Shabnam Mansoori 2
  • SeyyedAli Sadrvaghefi 3
1 Faculty of Aerospace, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2 Thermal Cycles & Heat Exchangers Research Department, Niroo Research Institute (NRI), Tehran, Iran
3 Department of Mechanics, Islamic Azad University, Yadegar-e-Imam Khomeini Branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

The present research deals with the experimental investigation and comparison of microchannel and fin-tube condensers in a refrigeration cycle. This research investigates the effect of the type of condenser on the efficiency of the duct-split with a cooling capacity of 2.5 tons of refrigeration using experimental tests. For this purpose, two microchannel and fin-tube condensers have been used in a refrigeration cycle that has R407c refrigerant. Except for the condenser, the rest of the components of the refrigeration cycle, such as the fan, compressor, expansion valve, and evaporator are the same in both refrigeration cycles. The effect of the type of condenser on the performance coefficient of the refrigeration cycle has been evaluated at three different speeds of the condenser fan. Also, compressor power, evaporator cooling power, condenser thermal power, and temperature-entropy diagram (T-s) were extracted. Six different experiments have been conducted, and each experiment has been repeated three times to ensure the results. The results show that the use of the microchannel condenser in the same conditions and with 700 g less refrigerant charge in the entire refrigeration cycle, increases the performance factor by about 4% compared to the system that has fin-tube condenser.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compression refrigeration cycle
  • microchannel condenser
  • fin-tube condenser
  • coefficient of performance
  • R407c refrigerant

مراجع

[1] S. Parmar, K.N. Patel, A. Jejurkar, A review of air conditioning with the use of mini-channel and micro-channel heat exchanger, Int. J. Sci. Eng. Res, 8(4) (2017) 86-90.
[2] N. Obot, Toward a better understanding of friction and heat/mass transfer in microchannels--a literature review, Microscale Thermophysical Engineering, 6(3) (2002) 155-173.
[3] M.-H. Kim, C.W. Bullard, Performance evaluation of a window room air conditioner with microchannel condensers, J. Energy Resour. Technol., 124(1) (2002) 47-55.
[4] S. Garimella, Condensation flow mechanisms in microchannels. basis for pressure drop and heat transfer models, in.  International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels, 2003, pp. 181-192.
[5] J.H. Jeong, K.S. Chang, H. Kim, S.H. Kil, H. Kim, Performance Assessment of Aluminum Parallel Flow Condenser Applied to Residential Air-Condition, in.  Proceedings of the SAREK Conference, The Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea, 2004, pp. 117-117.
[6] P. Naphon, O. Khonseur, Study on the convective heat transfer and pressure drop in the micro-channel heat sink, International Communications in Heat and Mass Transfer, 36(1) (2009) 39-44.
[7] H. Li, P. Hrnjak, An experimentally validated model for microchannel heat exchanger incorporating lubricant effect, International journal of refrigeration, 59 (2015) 259-268.
[8] R.S. Rametta, J. Boeng, C. Melo, Theoretical and Experimental Evaluation of Microchannel Condensers Applied to Household Refrigerators, in.  International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Purdue University, 2018.
[9] J. Li, P.S. Hrnjak, Design for Microchannel Condensers With Separation Circuiting, in.  International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Purdue University, 2018.
[10] E. Zanetti, M. Azzolin, S. Bortolin, G. Busato, D. Del Col, Design and testing of a microchannel heat exchanger working as condenser and evaporator, in.  International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Purdue University, 2018.
[11] M. Tosun, B. Doğan, M.M. Öztürk, L.B. Erbay, Integration of a mini-channel condenser into a household refrigerator with regard to accurate capillary tube length and refrigerant amount, International Journal of Refrigeration, 98 (2019) 428-435.
[12] B. Xu, Y. Wang, J. Chen, F. Li, D. Li, X. Pan, Investigation of domestic air conditioner with a novel low charge microchannel condenser suitable for hydrocarbon refrigerant, Measurement, 90 (2016) 338-348.
[13] Y. Zou, P.S. Hrnjak, Comparison and generalization of R410A and R134a distribution in the microchannel heat exchanger with the vertical header, Science and Technology for the Built Environment, 21(5) (2015) 555-563.
[14] X. Zhang, L. Jia, Q. Peng, C. Dang, Experimental study of condensation heat transfer in a condenser with a liquid-vapor separator, Applied Thermal Engineering, 152 (2019) 196-203.
[15] C. Zeng, Y. Song, X. Zhou, F. Zhang, M. Jiao, M. Liu, H. Gu, Experimental study on heat transfer and pressure drop characteristics in a microchannel heat exchanger assembly with S-shaped fins, Applied Thermal Engineering, 210 (2022) 118406.
[16] S.M. Ammar, N. Abbas, S. Abbas, H.M. Ali, I. Hussain, M.M. Janjua, U. Sajjad, A. Dahiya, Condensing heat transfer coefficients of R134a in smooth and grooved multiport flat tubes of automotive heat exchanger. An experimental investigation, International journal of heat and mass transfer, 134 (2019) 366-376.
[17] K. Keniar, S. Garimella, Experimental investigation of refrigerant condensation in circular and square micro-and mini-channels, International Journal of Heat and Mass Transfer, 176 (2021) 121383.
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 55، شماره 5
مرداد 1402
صفحه 577-594

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار