Journal of Advanced Marine Engineering and Technology

The Korean Society of Marine Engineering (한국마린엔지니어링학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Analysis of Performance Characteristics of a Cascade Refrigeration System with Internal Heat Exchanger using Natural Refrigerants

천연냉매를 사용하는 내부 열교환기 부착 캐스케이드 냉동시스템의 성능 특성 분석

  • 손창효 (부경대학교 기계공학부) ;
  • 오후규 (부경대학교 냉동공조공학과)
  • Published : 2009.11.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, the cycle performance characteristics of a cascade refrigeration system with internal heat exchanger using natural refrigerants is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. This system considered in this study is consisted of a high temperature cycle using a carbon dioxide(R744) and low temperature cycle using refrigerants such as R290, R1270, R600a and Ethane. The main results were summarized as follows : The COP of the cascade refrigeration system of R600a with internal heat exchanger is the highest grade in low temperature cycle using refrigerants such as R290, R1270, R600a and Ethane. The COP of the cascade refrigeration system with internal heat exchanger only in high temperature cycle is the highest value among three type cycle, such as only low temperature cycle, only high temperature cycle and all the cycle.

이 논문은 천연냉매를 사용하는 내부 열교환기 부착 캐스케이드 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초 설계자료를 제공하기 위해서 본 사이클 성능 특성을 파악하고자 한다. 이 사이클은 R290, R1270, R600a 그리고 에탄과 같은 냉매를 사용하는 저온사이클과 이산화탄소를 사용하는 고온사이클로 구성된다. 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 고온측 사이클에는 R744 냉매를, 저온측 사이클에는 R600a를 적용할 경우 가장 높은 성적계수를 나타내었고, 내부 열교환기의 설치 위치에 대한 부분에 대해서는 고온측 사이클에만 내부 열교환기를 설치할 경우 캐스케이드 냉동시스템의 성적계수가 가장 높게 나타났다.

Keywords

References

  1. S. Sawalha, 'Using $CO_{2}$ in supermarket refrigeration', ASHRAE J. vol. 47, no. 8, pp. 26–30, 2005
  2. I. Wilson and D. Maier, "Carbon dioxide for use as a refrigerant", Refrigeration Science and Technology, Proceedings, IIR-IRHACE Conference, Innovative Equipment and Systems for Comfort and Food Preservation. The University of Auckland, pp. 305–311, 2006
  3. S. N. Park and M. S. Kim, "Performance of autocascade refrigeration system using carbon dioxide and R134a", Korea J. of Air-Conditioning and Refrigeration Eng., Vol. 11, No. 6, pp. 880-890, 1999
  4. C. Chaichana, L. Aye and W.W.S. Charters, 2003. "Natural working fluids for solar-boosted heat pumps", Int. J. Refrigeration 26, pp. 637–643, 2003 https://doi.org/10.1016/S0140-7007(03)00046-X
  5. T. S. Lee, C. H. Liu and T. W. Chen, "Thermodynamic analysis of optimal condensing temperature of cascade condenser in $CO_2/NH_3$ cascade refrigeration systems", Int. J. Refrigeration 29, pp. 1100–1108, 2006 https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2006.03.003
  6. S. Bhattacharyya, S. Mukhopadhyay, A. Kumar, R. K. Khurana and J. Sarkar, "Optimization of a $CO_2C_3H_8$ cascade system for refrigeration and heating", Int. J. Refrigeration 28, pp.1284–1292, 2005 https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2005.08.010
  7. P. K. Bansal and S. Jain, Cascade systems: past, present, and future. ASHRAE Trans. 113 (1), pp. 245–252 (DA-07-027), 2007
  8. EES: Engineering Equation Solver, 2006. fChart Software Inc