Authors

Abstract

This article presents a preliminary thermodynamic evaluation of a refrigeration system using phase change materials (PCM) for defrosting. The objective of this study is to highlight the potential of heat recovery during the operation of the refrigeration system and its subsequent use in the defrosting process. The system is analyzed energetically, considering both the cooling and defrosting cycles using PCM-RT 35 HC. Input data were experimentally measured on a vapor-compression refrigeration system installed in a freezing chamber located in the university campus. The analysis includes the following refrigerants: R32, R404a, R134a, R290, R600a, R600, R1234yf, and R1234ze.The results indicate that as the defrosting time increases, the refrigerant flow rate required for PCM-based defrosting decreases. Furthermore, it was observed that R600 requires the smallest refrigerant flow rate, while R404a requires the highest to defrost the same mass of ice. The analysis reveals that R32 is the most suitable refrigerant for PCM-based defrosting, followed by wet or dry refrigerants (R404a, R134a, R290) and, finally, isentropic refrigerants (R600, R600a, R1234yf, R1234ze). Additionally, it is noted that as the condensing temperature increases, the recoverable heat increases for R32, R404a, R134a, and R290, but decreases for isentropic refrigerants such as R600a, R600, R1234yf, and R1234ze. This analysis was conducted using a computational model implemented in the Engineering Equation Solver software.

Abstract in Romanian

Acest articol prezintă o evaluare termodinamică preliminară a unui sistem frigorific cu degivrare pe bază de materiale cu schimbare de fază (MSF). Scopul acestei lucrări este de a evidenția posibilitățile de recuperare a căldurii în timpul funcționării sistemului frigorific si utilizarea ulterioară a acesteia in procesul de degivrare. Se analizează sistemul din punct de vedere energetic atat ciclul de răcire cât și cel de degivrare cu MSF-RT 35 HC. Datele de intrare au fost măsurate experimental pe o instalație frigorifică cu comprimare mecanică de vapori ce echipează o cameră de congelare existentă în campusul universitar. Sunt luați în considerare agenții frigorifici: R32, R404a, R134a, R290a R600a, R600, R1234yf si R1234ze. Rezultatele arată că dacă timpul de degivrare creste, debitul de agent frigorific necesar degivrarii cu MSF, scade. De asemenea, se observă că în cazul agentului frigorific R600 se utilizează cel mai mic debit de agent frigorific iar in cazul lui R404a, cel mai mare debit, pentru a degivra aceeași masă de gheață. Din analiză se constată că freonul R32 se pretează cel mai bine în cazul degivrării cu MSF urmat de freonii umezi sau uscați: R404a, R134a, R290 și în final de freonii izentropici: R600, R600a, R1234yf, R1234ze. Se constată de asemenea că odată cu creșterea temperaturii de condensare crește caldura recuperată în cazul lui R32, R404a, R134a, R290a și scade în cazul agenților frigorifici isentropici: R600a, R600, R1234yf si R1234ze. Această analiză se realizează folosind un model computerizat în software-ul Engineering Equation Solver.