A simplified cycle simulation model for the performance rating of refrigerants and refrigerant mixtures

A simulation program, CYCLE11, which is useful for the preliminary evaluation of the performance of refrigerants and refrigerant mixtures in the vapour compression cycle is described. The program simulates a theoretical vapour-compression cycle and departures from the theoretical cycle that occur in a heat pump and in a refrigerator. The cycles are prescribed in terms of the temperatures of the external heat-transfer fluids with the heat exchangers generalized by an average effective temperature difference. The isethalpic expansion process is assumed. The program includes a rudimentary model of a compressor and a representation of the suction line and liquid line heat exchange. Refrigerant thermodynamic properties are calculated by using the Carnahan-Starling-DeSantis equation of state. Refrigerant transport properties are not included in the simulations. The program can generate merit ratings of refrigerants for which limited measured data are available. An example of simulation results stresses the need for careful application of simplified models and consideration for the assumptions involved. On décrit un programme de simulation, CYCLE11, qui sert à l'évaluation préliminaire de la performance des frigorigénes et des mélanges de frigorigènes, pendant le cycle de compression de vapeur. Le programme simule un cycle théorique de compression de vapeur et part du cycle théorique qui se produit dans une pompe à chaleur et dans un réfrigérateur. Les cycles sont éstablis selon les températures des fluides au cours du transfert de chaleur externe, en prenant pour l'ensemble des échangeurs de chaleur une différence de température effective moyenne. On suppose un processus de détente isenthalpique. Le programme inclut la modélisation rudimentaire du compresseur et la représentation de la conduite d'aspiration et de la zone d'échange de chaleur en zone liquide. On calcule les propriétés thermodynamiques des frigorigènes en utilisant l'équation d'état de Carnahan-Starling-DeSantis. Le transport thermique au sein du frigorigène n'est pas pris en compte dans les simulations. Le programme peut évaluer les avantages des frigorigènes pour lesquels on ne dispose que de peu de données de mesure. Un exemple des résultats de simulation montre qu'il est nécessaire d'appliquer avec soin les modèles simplifiés et de considérer les hypothèses impliquées.