Abstract
This paper describes an analysis on performance and exergy of R744-R404A cascade refrigeration system with internal heat exchanger to optimize the design for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include subcooling and superheating degree, internal heat exchanger and compression efficiency, evaporation and condensation temperature in the R744 low- and R404A high- temperature cycle, respectively. The main results are summarized as follows : As the evaporation temperature of cascade heat exchanger increases, the COP of R404A high-temperature cycle increases. But the COP of R744 low-temperature cycle decreases, and the COP of total cascade cycle is almost constant. As cascade evaporation temperature increase, the exergy loss in the R404A condenser and the R744 internal heat exchanger is the largest and the lowest among all components, respectively. Therefore, the exergy loss in the condenser and compressor of R404A must be decreased to enhance the COP of R744-R404A cascade refrigeration system.
본 논문은 내부 열교환기를 가지는 R744와 R404A용 캐스케이드 냉동시스템의 운전변수에 대한 최적의 설계를 위해서 냉동장치의 성능과 엑서지를 이론적으로 분석하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 과열도와 과냉각도, 내부 열교환기와 압축기 효율, 증발 및 응축온도 등이다. 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 캐스케이드 증발온도가 증가할수록 R404A용 고온사이클의 COP는 증가하는 반면에, R744용 저온사이클의 COP는 감소한다. 따라서 이러한 이유로 전체 캐스케이드 냉동사이클의 COP는 거의 일정하다. 또한 캐스케이드 증발온도가 증가할수록 R404A용 응축기와 압축기의 엑서지 손실이 가장 큰 것을 알 수 있다. 따라서 R744와 R404A용 캐스케이드 냉동시스템의 COP 향상을 위해서는 R404용 응축기와 압축이의 엑서지 손실을 줄여야만 한다.
