Identifying the effect of refrigerant liquid level in receiver on energy efficiency and cooling performance of domestic freezers
Uložené v:
| Názov: | Identifying the effect of refrigerant liquid level in receiver on energy efficiency and cooling performance of domestic freezers |
|---|---|
| Autori: | Sukusno, Paulus, Nainggolan, Benhur, Jannus, Parulian, Nidhar, Ainun, Nufus, Tatun Hayatun, Rahman, Haolia |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 3 No. 1 (135) (2025): Engineering technological systems; 81-89 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3 № 1 (135) (2025): Виробничо-технологічні системи; 81-89 |
| Informácie o vydavateľovi: | TECHNOLOGY CENTER PC®, 2025. |
| Rok vydania: | 2025 |
| Predmety: | ефективність переохолодження, поведінка системи R404A, динаміка рідинного ресивера, liquid receiver dynamics, domestic freezer performance, R404A system behavior, refrigerant charge optimization, продуктивність побутової морозильної камери, subcooling efficiency, оптимізація заправки холодоагентом |
| Popis: | У цьому дослідженні досліджується побутова система парокомпресійної морозильної камери, що використовує холодоагент R404A та компресор потужністю 0,75 кВт, з акцентом на вплив різних рівнів рідкого холодоагенту в ресивері на продуктивність системи та споживання енергії. Однією з основних проблем побутових морозильних камер є надмірне споживання енергії, особливо в системах, що не мають механізмів регулювання рідини, таких як ресивер. Для дослідження цього було розроблено експериментальну установку для тестування шести робочих умов: один без ресивера та п’ять з різним рівнем заповнення ресивера холодоагентом, від менш ніж 0% до понад 60%. Експериментальні результати показали, що морозильна камера без ресивера зафіксувала найвищий коефіцієнт продуктивності (COP) 2,55, але також мала найвище споживання енергії – 1,90 кВт‧год. Натомість конфігурація з 30% заповненням ресивера холодоагентом продемонструвала оптимальну продуктивність, досягнувши зниження потужності компресора на 47%, найнижчого споживання енергії (1,01 кВт⋅год) та температури випарника, що досягла –31°C. Ці покращення пояснюються стабільнішим потоком холодоагенту, покращеним переохолодженням та кращим регулюванням тиску, що забезпечується ресивером. Використання рідинного ресивера дозволило забезпечити плавнішу термодинамічну роботу, мінімізуючи втрати енергії через нерівномірний розподіл фаз. Результати дослідження свідчать про те, що точне налаштування заправки холодоагентом у ресивері може значно підвищити енергоефективність системи без необхідності значної переробки основних компонентів. Цей підхід пропонує просте, недороге та ефективне рішення, особливо актуальне для побутових та невеликих комерційних морозильних камер, де пріоритетами є практичність та довгострокова економія This study investigates a domestic vapor-compression freezer system utilizing R404A refrigerant and a 0.75 kW-rated compressor, with a focus on the impact of different liquid refrigerant levels in the receiver on system performance and energy consumption. One major issue in household freezers is excessive energy use, particularly in systems lacking fluid regulation mechanisms such as a receiver. To explore this, an experimental setup was developed to test six operating conditions: one without a receiver and five with varying refrigerant fill levels in the receiver, ranging from less than 0% to over 60%. Experimental results showed that the freezer without a receiver recorded the highest Coefficient of Performance (COP) of 2.55 but also had the highest energy usage at 1.90 kWh. In contrast, the configuration with 30% refrigerant fill in the receiver demonstrated optimal performance, achieving a 47% reduction in compressor power, the lowest energy consumption (1.01 kWh), and an evaporator temperature reaching –31°C. These improvements are attributed to more stable refrigerant flow, enhanced subcooling, and better pressure regulation enabled by the receiver. The use of a liquid receiver allowed for smoother thermodynamic operation, minimizing energy loss through irregular phase distribution. The findings suggest that fine-tuning the refrigerant charge within the receiver can significantly improve the system’s energy efficiency, without the need for extensive redesign of main components. This approach offers a simple, low-cost, and effective solution, especially relevant for household and small-scale commercial freezer applications where practicality and long-term savings are priorities |
| Druh dokumentu: | Article |
| Popis súboru: | application/pdf |
| Jazyk: | English |
| ISSN: | 1729-3774 1729-4061 |
| Prístupová URL adresa: | https://journals.uran.ua/eejet/article/view/326761 |
| Rights: | CC BY |
| Prístupové číslo: | edsair.scientific.p..e1a44d324f0f4c97eaac3be7ab59a7b5 |
| Databáza: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstrakt: | У цьому дослідженні досліджується побутова система парокомпресійної морозильної камери, що використовує холодоагент R404A та компресор потужністю 0,75 кВт, з акцентом на вплив різних рівнів рідкого холодоагенту в ресивері на продуктивність системи та споживання енергії. Однією з основних проблем побутових морозильних камер є надмірне споживання енергії, особливо в системах, що не мають механізмів регулювання рідини, таких як ресивер. Для дослідження цього було розроблено експериментальну установку для тестування шести робочих умов: один без ресивера та п’ять з різним рівнем заповнення ресивера холодоагентом, від менш ніж 0% до понад 60%. Експериментальні результати показали, що морозильна камера без ресивера зафіксувала найвищий коефіцієнт продуктивності (COP) 2,55, але також мала найвище споживання енергії – 1,90 кВт‧год. Натомість конфігурація з 30% заповненням ресивера холодоагентом продемонструвала оптимальну продуктивність, досягнувши зниження потужності компресора на 47%, найнижчого споживання енергії (1,01 кВт⋅год) та температури випарника, що досягла –31°C. Ці покращення пояснюються стабільнішим потоком холодоагенту, покращеним переохолодженням та кращим регулюванням тиску, що забезпечується ресивером. Використання рідинного ресивера дозволило забезпечити плавнішу термодинамічну роботу, мінімізуючи втрати енергії через нерівномірний розподіл фаз. Результати дослідження свідчать про те, що точне налаштування заправки холодоагентом у ресивері може значно підвищити енергоефективність системи без необхідності значної переробки основних компонентів. Цей підхід пропонує просте, недороге та ефективне рішення, особливо актуальне для побутових та невеликих комерційних морозильних камер, де пріоритетами є практичність та довгострокова економія<br />This study investigates a domestic vapor-compression freezer system utilizing R404A refrigerant and a 0.75 kW-rated compressor, with a focus on the impact of different liquid refrigerant levels in the receiver on system performance and energy consumption. One major issue in household freezers is excessive energy use, particularly in systems lacking fluid regulation mechanisms such as a receiver. To explore this, an experimental setup was developed to test six operating conditions: one without a receiver and five with varying refrigerant fill levels in the receiver, ranging from less than 0% to over 60%. Experimental results showed that the freezer without a receiver recorded the highest Coefficient of Performance (COP) of 2.55 but also had the highest energy usage at 1.90 kWh. In contrast, the configuration with 30% refrigerant fill in the receiver demonstrated optimal performance, achieving a 47% reduction in compressor power, the lowest energy consumption (1.01 kWh), and an evaporator temperature reaching –31°C. These improvements are attributed to more stable refrigerant flow, enhanced subcooling, and better pressure regulation enabled by the receiver. The use of a liquid receiver allowed for smoother thermodynamic operation, minimizing energy loss through irregular phase distribution. The findings suggest that fine-tuning the refrigerant charge within the receiver can significantly improve the system’s energy efficiency, without the need for extensive redesign of main components. This approach offers a simple, low-cost, and effective solution, especially relevant for household and small-scale commercial freezer applications where practicality and long-term savings are priorities |
|---|---|
| ISSN: | 17293774 17294061 |