學位論文
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Item 碳氫混合冷媒應用於冷凍系統之性能與最佳化研究(2013) 游朝傑; Chao-Chieh Yu本研究針對R600a/R290混合冷媒進行小型R-134a冷凍系統換裝之性能研究。R-600a/R-290冷媒混合比例分別為35/65(HC1)、50/50(HC2)與100/0(HC3)，充填比例則是R-134a的冷媒充填量的30%、40%、50%與60%。各種HC冷媒在不更動毛細管長度的情況下以不同充填比例與環境溫度的進行冷凍系統性能實驗。本研究主要探討冷凍系統的性能係數、能源因數、庫內溫度、壓縮比、壓縮機外殼溫度與系統高、低壓壓力。由實驗結果分析各HC冷媒的最佳充填量並修正毛細管長度之後再依據CNS測試標準進行24小時的性能測試。 實驗結果顯示HC1、HC2與HC3的最佳充填量分別為40%、40%與40%。在最佳HC冷媒充填量之下大部分的實驗結果顯示HC冷凍系統的冷凍庫溫與消耗電力高於R134a冷凍系統。此外由低壓壓力可以發現所有HC冷凍系統的蒸發溫度均有過高的現象。這種現象代表毛細管所提供系統的高低壓力差不足。因此本研究以絕熱毛細管長計算公式搭配5℃過冷度的設定之下重新計算HC1、HC2與HC3冷媒的毛細管長度分別為5.0m、5.4m與5.6m。接著將冷凍系統換裝新的毛細管並根據CNS標準進行24hr的性能測試。實驗結果發現碳氫冷媒與R134a冷媒相比較最高能增加下拉溫度的斜率與能源因數分別為15%與12%；消耗電力方面最高可以節省22%。就整個研究結果而言，R134a冷凍系統要換裝碳氫冷媒必須重新設計毛細管。再者碳氫混合冷媒中的R600a所佔比例越高越能夠提升冷凍系統的EF與COP。此外HC冷媒的冷凍系統性能受到環境溫度上升的影響比R134a冷媒明顯，因此HC冷凍系統比較適合使用在環境溫度較低的場所。