Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2008_1.pdf: 7149488 bytes, checksum: d3b8674523d93059bebd3ba2d60c509e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Uma das ações para se reduzir as emissões dos gases que contribuem para o efeito estufa consiste no uso de refrigerantes alternativos que causam menores impactos ao meio ambiente. Nesse sentido, uma alternativa interessante seria o uso do dióxido de carbono (R-744) como fluido refrigerante, porque esse apresenta um Potencial de Destruição do Ozônio (ODP) igual a zero e um Coeficiente de Aquecimento Global (GWP) igual a 1, valores bastante reduzidos, quando relacionados aos demais fluidos refrigerantes atualmente utilizados em sistemas de refrigeração. Sabe-se que o uso do CO2 conduz a uma baixa taxa de compressão (vida útil do compressor elevada); a uma redução do diâmetro das tubulações e trocadores de calor proporcionando uma carga de fluido refrigerante menor; leva a um menor número de compressores com sistemas de refrigeração mais compactos e manutenção da instalação reduzida, além dos benefícios ambientais inerentes à utilização desse fluido. Embora se saiba que os sistemas a CO2 exijam uma tecnologia mais refinada e mais dispendiosa que outros refrigerantes, países geradores de tecnologia, como a Alemanha, estão investindo com seriedade nesse antigo refrigerante. Neste trabalho foram comparadas e analisadas as eficiências energéticas e exergéticas para três fluidos refrigerantes: R-22 (GWP=1780, ODP=0,05); R-404A (GWP=3800, ODP = 0) e R-744 (GWP=1, ODP = 0). O estudo foi realizado por meio de simulação numérica utilizando o EES (Engineering Equation Solver). A simulação numérica foi conduzida para cinco diferentes tipos de instalações de refrigeração para supermercados, para as quais foi feita uma análise energética e exergética. Os resultados dessa análise foram validados com dados existentes na literatura e comparados com os resultados obtidos na única instalação frigorífica comercial da America Latina que trabalha com CO2, o Supermercado Verdemar, Belo Horizonte, MG/Brasil. A simulação numérica desse trabalho representou bem os dados da instalação real. Portanto, a utilização do R-744 mostrou um melhor desempenho do sistema em determinadas faixas de aplicações, bem como a redução no consumo de energia elétrica

[pt] O presente trabalho trata da caracterização da vazão mássica do refrigerante R404a através de orifícios calibrados de diferentes diâmetros, em função das condições de operação. Um aparato experimental, que representa os fenômenos que ocorrem em um sistema de refrigeração real, foi utilizado para o controle das condições de operação. Os dados experimentais apresentados neste trabalho cobrem a faixa de pressão a montante de 1549 kPa (210 psig) 1618 kPa (220 psig) e 1756 kPa (240 psig) e pressão a jusante de 818 kPa (104 psig) a 1377 kPa (185 psig), tendo o grau de sub- resfriamento se situado entre 1,3 ºC e 18,02 ºC. A revisão bibliográfica realizada mostrou que até a presente data não há, na literatura aberta, dados experimentais para este refrigerante, um dos prováveis substitutos dos CFC s e HCFC s. Os resultados obtidos constituem um fato original para o escoamento do refrigerante R404a através de orifícios calibrados, representando uma importante contribuição tecnológica. É apresentada ainda, uma correlação para dados experimentais obtidos, podendo ser utilizada em futuras simulações de orifícios calibrados. / [en] The present work describes the experimental analysis of flow of refrigerant R404a through short tube orifices, for different diameters and operating conditions. An experimental apparatus was constructed to provide the desired operating conditions. The experimental data covers upstream pressures from 210 psig to 240 psig, downstream pressures from 104 psig to 185 psig and inlet subcooling from 1,30 o C to 18,02 o C. A literature review revealed, at the time of publication, the absence of works on the flow of R404a through short tube orifices. A correlation of the experimental data, to be used in future simulations of short tube orifices, is presented. The results constitute an original contribution to the study of flow of R404a through short tube orifices. / [es] Este trabajo aborda la caracterización de la salida másica del refrigenerante R404a a través de orificios calibrados de diferentes diámetros, en función de las condiciones de operación. Un aparato experimental, que representa los fenómenos que ocurren en un sistema de refrigeneración real, fue utilizado para el control de las condiciones de operación. Los datos experimentales presentados en este trabajo cubren una banda de presión de 1549 kPa (210 psig) 1618 kPa (220 psig) y 1756 kPa (240 psig) y presión aguas abajo de 818 kPa (104 psig) a 1377 kPa (185 psig), con grado de subrefriamiento situado entre 1,3 ºC y 18,02 ºC. La revisión bibliográfica realizada mostró que hasta la presente fecha no hay, en la literatura abierta, datos experimentales para este refrigerante, uno de los probables substitutos de los CFC s y HCFC s. Los resultados obtenidos constituyen un hecho original para el flujo del refrigenerante R404a a través de orificios calibrados, representando una importante contribución tecnológica. Se presentada la correlación para datos experimentales obtenidos, pudiendo ser utilizada en futuras simulaciones de orificios calibrados.

Från och med 1:a januari 2015 börjar den nya F-gasförordningen, EU/517/2014, att gälla. Detta innebär att läcksökningsintervall kommer att ändras och att gamla köldmedium fasas ut och ersätts av nya. Syftet med arbetet var att ta reda på hur kylbranschen drabbas av den nya F-gasförordningen. För detta intervjuades tre representanter inom kylbranschen för att få deras syn på situationen. Ämnen som berördes var: Hur klara kylbranschen en eventuell ökad arbetsbörda, har entreprenörerna kunskapen som behövs inför framtiden, blir det ökade kostnader samt vilka de framtida köldmedierna kan tänkas bli? Sammanfattningsvis tror kylbranschen att de, efter utbildning, är väl förberedda och att det inte blir någon omfattande arbetsökning och att eventuella kostnadsökningar kommer främst hamna på brukaren. / As of 1 January 2015, the new F -Gas Regulation, the EU / 57/ 2014, will apply. This means that leak detection intervals will change and that old refrigerants will be phased out and replaced by new ones. The purpose of this paper was to find out how the refrigeration sector was affected by the new F-Gas Regulation. To find out, three representatives from the refrigeration sector were interviewed to share their views on the situation. Topics covered were: How will the refrigeration sector manage a possible increased workload, do the entrepreneurs have the knowledge needed for the future, will there be cost increases and what will the future refrigerants be? To summarize, the refrigeration sector believes that they are, after some supplementary courses, well prepared and that there will be no significant increase in workload and that possible cost increases will mainly be on the user.

A study of heat transfer and pressure drop in zero ozone-depletion-potential (ODP) ‎refrigerant blends in small diameter tubes was conducted. The azeotropic refrigerant ‎blend R410A (equal parts of R32 and R125 by mass) has zero ODP and has properties ‎similar to R22, and is therefore of interest for vapor compression cycles in high-‎temperature-lift space-conditioning and water heating applications. Smaller tubes lead to ‎higher heat transfer coefficients and are better suited for high operating pressures.‎ Heat transfer coefficients and pressure drops for R410A were determined experimentally ‎during condensation across the entire vapor-liquid dome at 0.8, 0.9xPcritical and gas ‎cooling at 1.0, 1.1, 1.2xPcritical in three different round tubes (D = 3.05, 1.52, 0.76 mm) ‎over a mass flux range of 200 < G < 800 kg/m2-s. A thermal amplification technique was ‎used to accurately determine the heat duty for condensation in small quality increments ‎or supercritical cooling across small temperature changes while ensuring low ‎uncertainties in the refrigerant heat transfer coefficients. ‎ The data from this study were used in conjunction with data obtained under similar ‎operating conditions for refrigerants R404A and R410A in tubes of diameter 6.22 and ‎‎9.40 mm to develop models to predict heat transfer and pressure drop in tubes with ‎diameters ranging from 0.76 to 9.40 mm during condensation. Similarly, in the ‎supercritical states, heat transfer and pressure drop models were developed to account for ‎the sharp variations in the thermophysical properties near the critical point.‎ The physical understanding and models resulting from this investigation provide the ‎information necessary for designing and optimizing new components that utilize R410A ‎for air-conditioning and heat pumping applications.‎

La refrigeración es uno de los sectores del conocimiento que más aplicaciones tiene en el mundo. La tecnología de refrigeración más extendida es la de los sistemas por compresión de vapor. A lo largo de la historia estos sistemas han contribuido dos efectos negativos para el medio ambiente: la destrucción de la capa de ozono (que en la actualidad ha sido solucionado) y la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera. Una parte de las emisiones de GEI están relacionadas con los sistemas de refrigeración. Estas emisiones se deben principalmente a dos factores: las fugas de refrigerantes (emisiones directas) y la eficiencia energética de los sistemas (emisiones indirectas). Siendo las emisiones de GEI causantes en gran medida del cambio climático. Muchos de los refrigerantes que han sido usados en sistemas de refrigeración presentan altos valores de potencial de calentamiento atmosférico (PCA) y esto determina que estas sustancias contribuyan en gran medida al calentamiento global. En el caso de la refrigeración comercial el más extendido es el R404A, con un PCA de 3922. En los últimos años la Unión Europea expidió el Reglamento nº 517/2014 el cual establece que las sustancias fluoradas con PCA>150 deben ser reemplazadas en la mayor parte de los sistemas de refrigeración comercial. Es por ello por lo que el presente trabajo analiza y evalúa alternativas de reemplazo para el R404A. Inicialmente se realiza una revisión del estado del sector de la refrigeración comercial, y de los fluidos refrigerantes que han sido usados hasta la actualidad. Como consecuencia, se determina que las alternativas más viables son el R454C y el R455A. Con el fin de analizar los rendimientos teóricos, se simula el comportamiento de los refrigerantes en un ciclo termodinámico de compresión de vapor básico, utilizando el programa REFPROP v.9.1 para el cálculo de las propiedades termofísicas de los refrigerantes. La simulación se realiza bajo varias condiciones de operación y analizando la posibilidad de trabajar con intercambiador intermedio (II). La simulación muestra un decrecimiento tanto de los caudales másicos como de las capacidades frigoríficas de las alternativas con relación al R404A, mientras que los valores del COP son mayores. Por otro lado, la temperatura de descarga se mantiene bajo el límite permitido para los ensayos sin II, pero se incrementa peligrosamente al trabajar con II. Posteriormente, se realiza el análisis experimental en un banco de ensayos. El banco de pruebas está dotado de una serie de instrumentos de medición de temperatura, presión, caudal y consumo eléctrico que son monitorizados y almacenados en un ordenador. De los análisis experimentales, se determina que las alternativas presentan similares capacidades frigoríficas al R404A, pero también incrementa el rendimiento energético con relación a este fluido, por lo que los hace buenos candidatos para reemplazarlo. Así mismo, en ninguna condición al trabajar sin II la temperatura de descarga supera el límite establecido para evitar daños en el compresor. Por otro lado, el R454C y el R455A presentaron ligeros incrementos en la capacidad frigorífica y en la eficiencia energética al trabajar con II. Sin embargo, las temperaturas de descarga se incrementan en gran medida y podrían superar la temperatura límite sobre todo en altas tasas de compresión, por lo que no es recomendable utilizar el II. Debido a que el R454C y el R455A presentan bajos valores de PCA (que les permite cumplir con la normativa nº 517/2014), mayores valores de eficiencia energética que el R404A, y que se adaptan apropiadamente a su sistema, se convierten en buenas alternativas a corto plazo. Como consecuencia, se recomienda la utilización de estos refrigerantes para reducir las emisiones de CO2 equivalentes en sistemas de refrigeración comercial en aquellas aplicaciones que su carga no sobrepase la cantidad máxima permitida para r / La refrigeració és un dels sectors de coneixement que més aplicacions té al món. La tecnologia de refrigeració més estesa són els sistemes de compressió de vapor. Al llarg de la història, aquests sistemes han contribuït mitjançant dos efectes negatius per al medi ambient: l'esgotament de la capa d'ozó (en l'actualitat està sent ja poc a poc solucionat) i l'emissió de gasos d'efecte hivernacle (GEH) a l'atmosfera. Una part de les emissions de GEH estan relacionades amb els sistemes de refrigeració. Aquestes emissions es deuen principalment a dos factors: les fugues de refrigerants (emissions directes) i l'eficiència energètica dels sistemes (emissions indirectes). Per ésser les emissions de GEH les causants en gran mesura del canvi climàtic. Molts dels refrigerants que han estat emprats en sistemes de refrigeració presenten alts valors de potencial d'escalfament atmosfèric (PEA) i això determina que aquestes substàncies contribueixin en gran mesura a l'escalfament global. En el cas de la refrigeració comercial, el més estès és el R404A, amb un PEA de 3922. En els últims anys, la Unió Europea va aprovar el Reglament nº 517/2014, el qual estableix que les substàncies fluorades amb PEA>150 han de ser reemplaçades en la major part dels sistemes de refrigeració comercial. És per això que el present treball analitza i avalua alternatives per reemplaçar al R404A. Inicialment es realitza una revisió de l'estat del sector de la refrigeració comercial, i dels fluids refrigerants que han estat usats fins a l'actualitat. Com a conseqüència es determina que les alternatives més viables són el R454C i el R455A. Per tal d'analitzar els rendiments teòrics se simula el comportament dels refrigerants en un cicle termodinàmic de compressió de vapor bàsic utilitzant el programa REFPROP v.9.1 per al càlcul de les propietats termofísiques dels refrigerants. La simulació es realitza sota diverses condicions d'operació i tenint en compte la possibilitat de treballar amb un intercanviador intermedi (II). La simulació mostra un decreixement tant dels cabals màssics com de les capacitats frigorífiques de les alternatives amb relació al R404A, mentre que els valors del COP resulten majors. D'altra banda, la temperatura de descàrrega es manté sota el límit permès per als assajos sense II, però s'incrementa perillosament quan es treballar amb II. Posteriorment, es realitza l'anàlisi experimental a un banc d'assajos. El banc de proves inclou sensors de mesura de temperatura, pressió, consum i cabals. Dels resultats experimentals es pot determinar que les alternatives de baix PEA presenten similars capacitats frigorífiques al R404A, però addicionalment incrementem el seu rendiments energètic amb relació al HFC. Així mateix, sense II, no supera el límit establert de temperatura de descàrrega a cap condició. Per tant, aquests refrigerants poden ser bons candidats per reemplaçar al R404A en sistemes de refrigeració comercial. D'altra banda, el R454C i el R455A presenten lleugers increments en la capacitat frigorífica i en l'eficiència energètica en treballar amb II. No obstant això, les temperatures de descàrrega s'incrementen en gran mesura i podrien superar la temperatura límit en altes taxes de compressió, de manera que no és recomanable utilitzar el II per evitar danys en el compressor i pels mínims beneficis energètics que aporta. Donat que R454C i el R455A presenten baixos valors de PEA (que els permet complir amb la normativa europea per al control i reducció de gasos fluorats d'efecte hivernacle), majors valors d'eficiència energètica que el R404A i s'adapten apropiadament als seus sistemes, es converteixen en bones alternatives a curt termini. Com a conseqüència, es recomana la utilització d'aquests refrigerants per reduir les emissions de CO2 equivalents dels sistemes de refrigeració comercial en aquelles aplicacions que la seua càrrega no sobrepasse la quantitat / Refrigeration is a sector of knowledge with a relevant number of applications around the world. The most widespread refrigeration technology is the vapor compression system. Throughout history, these systems are having a negative contribution to the environment through two negative effects: the ozone layer depletion (which is being solved today) and the emission of greenhouse gases (GHGs) into the atmosphere. A significant part of GHG emissions are related to the operation of refrigeration systems, mainly due to two factors: the accidental leakage of refrigerants (direct emissions) and the energy used by these systems (indirect emissions). GHG emissions are largely responsible for climate change. Many of the working fluids used in refrigeration systems have high values of global warming potential (GWP) and, therefore, these substances have a significant contribution to the increase of the global mean temperature. In the case of commercial refrigeration, the most commonly fluid is R404A, with a GWP of 3922. In the recent years, HFC refrigerants are being controlled by the European Regulation No. 517/2014, which states that fluorinated gases with GWP above 150 should be replaced in most of the commercial refrigeration applications. Due to this situation, the present study analyzes and evaluates the feasibility of low GWP alternatives to R404A. First, the state of art of the commercial refrigeration sector is reviewed, and the main properties of the refrigerants have been proposed to date are presented. As a result, it is determined that the most viable alternatives are R454C and R455A. The behaviour of the refrigerants in a basic thermodynamic vapour compression cycle is simulated to analyse the theoretical performance, using the REFPROP v.9.1 program to calculate the thermophysical properties of the refrigerants. The simulation is carried out considering several operating conditions and analysing the possibility of working with intermediate heat exchanger (IHX). The simulation shows a decrease in both the mass flow rate and the refrigeration cooling capacity of the alternatives in comparison to R404A, while the COP is always higher for the new mixtures. Besides, the discharge temperature for the tests without IHX is below the limit, but it increases when working with IHX. Then, the experimental analysis is carried out in a refrigeration test bench. The test bench is also equipped with sensors for a continuous measurement and display of the temperature, pressure, flow and electrical consumption in different parts of the circuit. The experimental results show that R454C and R455A have similar cooling capacity to that of R404A, but they also have higher energy performance in comparison to this fluid, and therefore they can be considered good candidates to replace it. Likewise, when the IHX is not used, the discharge temperature never exceeds the established safety limit. On the other hand, R454C and R455A showed a slight increase in cooling capacity and energy performance when working with IHX. However, the discharge temperature increases greatly and could exceed the limit temperature, especially at high compression rates, so it is not advisable to use the IHX. Because R454C and R455A have low GWP values (which allows them to comply with European Regulations for the control and reduction of fluorinated greenhouse gases), higher values of energy performance than R404A, and they can be adapted appropriately to its system, they become good alternatives in the short term. Therefore, the use of these refrigerants is recommended to reduce CO2 equivalent emissions in commercial refrigeration systems in applications which refrigerant charge does not exceed the maximum allowed for slightly flammable refrigerants. / Haro Ortuño, JR. (2018). ESTUDIO DE FLUIDOS FLUORADOS DE BAJO POTENCIAL DE CALENTAMIENTO ATMOSFÉRICO PARA APLICACIONES DE BAJA TEMPERATURA EN REFRIGERACIÓN COMERCIAL [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114826 / TESIS

El elevado impacto sobre el Medio Ambiente del sector de la producción de frío ha impulsado el uso y desarrollo de métodos de refrigeración cada vez más eficientes desde el punto de vista energético. Dentro de estos métodos se encuentran los sistemas de producción de frío por compresión en doble etapa, que se desarrollaron en el siglo XIX, y que por ahora, son utilizados principalmente en aplicaciones de media y baja temperatura de evaporación, especialmente dentro del sector de la refrigeración comercial. Dichos sistemas corresponden a una solución eficiente desde el punto de vista energético, ya que permiten la obtención de frío con valores de COP y capacidades frigoríficas superiores a las obtenidas con los sistemas de compresión simple. En la presente tesis doctoral se ha acometido un estudio experimental en profundidad de los sistemas de compresión en doble etapa basados en compresores de tipo 'compound', para lo cual se ha desarrollado una instalación propia de tipo industrial y se han analizado, a partir de los datos obtenidos, los efectos del desrecalentamiento entre etapas mediante el sistema de inyección directa de líquido y del subenfriamiento de líquido utilizando el sistema de subcooler. El análisis se fundamenta en el estudio experimental de la planta funcionando con los sistemas intermedios antes mencionados en comparación con el funcionamiento del ciclo sin utilizar ningún sistema intermedio. El refrigerante empleado ha sido el HFC-404A en el rango de temperaturas de evaporación de -36 a -20ºC y en el de condensación de 30 a 47ºC. Adicionalmente, se presentan los resultados experimentales y análisis comparativo del funcionamiento de la planta con los dos refrigerantes más habituales para el rango de media y baja temperatura de evaporación dentro el sector de la refrigeración comercial, el HFC-404A y el HFC-507A. / Llopis Doménech, R. (2008). Evaluación experimental de una planta frigorífica de doble etapa de compresión trabajando con un compresor compound. Análisis de los efectos de desrecalentamiento y subenfriamiento utilizando como fluido de trabajo el HFC-404A [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3023 / Palancia