Analyzing the carbon dioxide emissions of R134a alternatives in water-cooled centrifugal chillers using the life cycle climate performance framework
Notice bibliographique
Résumé
Introduction: To reduce greenhouse gases, the Kigali Amendment to the Montreal Protocol seeks a phasedown of hydrofluorocarbons. R134a alternatives were analyzed for use in a water-cooled chiller: R450A, R513A, R516A, R1234ze (E), R515A, and R515B. Methods: A thermodynamic model of the chiller was employed to calculate compressor power, an input to the life cycle climate performance (LCCP) framework to estimate total equivalent carbon dioxide emissions, CO2eq. Emissions were calculated for an 809 kW [230 Tons of refrigeration (RT) nameplate] water-cooled centrifugal chiller at constant cooling capacity using five power sources (i.e., coal, distillate fuel oil, natural gas, nuclear, and wind) for a median chiller lifetime of 27 years. Two chiller operating profiles were considered: one using operational data from a university campus and a second from literature based on the Atlantic Fleet operation. Results and discussion: When powered via fossil fuels, over 90% of emissions were due to the indirect emissions from energy; therefore, the global warming potential (GWP) of the refrigerant was not the primary contributor to the total CO2eq emissions. With natural gas, total LCCP emissions were reduced for R450A (7.8%), R513A (4.7%), R516A (9.4%), R1234ze (E) (10%), R515A (8.4%), and R515B (6.4%) compared to R134a for the university campus load profile. For the round-the-clock Atlantic Fleet profile, there were emission reductions for R450A (3.6%), R513A (0.25%), R516A (2.3%), R1234ze (E) (2.4%), R515A (1.5%) and R515B (2.4%) compared to R134a. When coupled with renewable energy, the indirect emissions from the chillers substantially decreased, and GWP-dependent leakage emissions accounted for up to 74% or 40% of emissions from R134a alternatives powered by wind and nuclear, respectively. For operation using the load profile from the university campus chillers, R450A had the highest coefficient of performance (COP) of 5.802, while R513A had the lowest COP (5.606). Tradeoffs between alternative refrigerants exist in terms of operation, temperature glide, size of heat exchangers, system design, flammability, cost, availability, and material compatibility. In terms of flammability, R134a, R513A, R450A, R515B and R515A are A1 (nonflammable) fluids. R450A and R516A also have temperature glides of 0.4 K and 0.056 K, respectively, which can affect condenser design. In terms of equipment modification (sizing), R513A require fewer modifications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».