Study of scroll compressors with vapor-injection for heat pumps operating in cold climates or in high-temperature water heating applications

Tesis por compendio[ES] Esta tesis doctoral presenta un estudio de compresores scroll con inyección de vapor (SCVI) para bombas de calor que operan en climas fríos o para aplicaciones de calentamiento de agua a alta temperatura. Para ello, se comparó experimentalmente un SCVI con un compresor de dos etapas de pistones (TSRC) trabajando con R-407C en condiciones extremas. La comparación se realizó en términos de eficiencias del compresor, capacidad, COP y rendimientos estacionales tanto para el modo calefacción como para el modo refrigeración. Los resultados proporcionan una idea general sobre el rango de aplicación de los compresores estudiados y sobre las diferencias en los rendimientos de los compresores. Sin embargo, se identificaron varias limitaciones en la caracterización de los compresores y en el análisis del ciclo. Esto motivó a profundizar en el estudio del ciclo de compresión de dos etapas y sus componentes. El siguiente paso fue realizar un análisis teórico de los ciclos de compresión de dos etapas para aplicaciones de calefacción, en donde se identificó a la presión intermedia y a la relación de inyección como los parámetros del sistema más influyentes sobre el COP. La presión intermedia se optimizó para dos configuraciones de inyección (tanque de separación y economizador) utilizando varios refrigerantes. Basándose en los resultados de la optimización, se propuso una correlación que permite obtener la presión intermedia óptima del ciclo, considerando la influencia del subenfriamiento a la salida del condensador. Además, se analizó la influencia del diseño de los componentes del sistema sobre el COP del ciclo. Posteriormente, el estudio se profundizó a nivel de componentes. El factor más crítico en el sistema es el rendimiento del compresor. Por lo tanto, el siguiente paso fue evaluar la influencia de varios sistemas de compresión con inyección de vapor sobre el COP. Se tomaron en cuenta tres tecnologías de compresores, un SCVI, un TSRC y un compresor scroll de dos etapas (TSSC). Estas tecnologías de compresores fueron caracterizadas y modeladas para estudiar su rendimiento. Para ello, se propuso una nueva metodología para caracterizar compresores scroll con inyección de vapor. Esta metodología permite evaluar el rendimiento del compresor independientemente del mecanismo de inyección que se utiliza en el ciclo. Se identificó una correlación lineal entre la relación de inyección de refrigerante y la relación de compresión intermedia. Esta correlación se utiliza para determinar el flujo másico de inyección en función de la presión intermedia. Posteriormente, se propuso un modelo semi-empírico de compresores scroll y una metodología para extender dicho modelo para compresores scroll con inyección de vapor. Los modelos fueron ajustados y validados usando datos experimentales de cuatro compresores scroll trabajando con R-290 y un SCVI trabajando con R-407C. Finalmente, se comparó un SCVI con dos compresores de dos etapas, un TSSC y un TSRC, trabajando en condiciones extremas. Se optimizó la relación de volúmenes de los compresores de dos etapas. Los resultados muestran que, en las condiciones nominales de funcionamiento (Te=-15 °C, Tc=50 °C), la relación de volúmenes óptima del TSSC es 0.58, y del TSRC es 0.57. El TSSC consigue un COP 6% mayor que el SCVI y un COP 11.7% mayor que el TSRC. Bajo un amplio rango de condiciones de operación, el SCVI presenta una mejor eficiencia y COP para relaciones de presión inferiores a 5. Para relaciones de presión más altas, el TSSC presenta mejor rendimiento y consigue una temperatura de descarga más baja. Se concluye que el SCVI es una solución fácil de implementar, desde el punto de vista del mecanizado, y que permite extender el mapa de trabajo de los compresores de una etapa. Sin embargo, los resultados muestran que la compresión en dos etapas consigue mejorar en mayor medida el COP del ciclo y la capacidad, con una mayor redu[CA] Aquesta tesi doctoral presenta un estudi de compressors scroll amb injecció de vapor (SCVI) per a bombes de calor que operen en climes freds o per a aplicacions d'escalfament d'aigua a alta temperatura. Per a això, es va comparar experimentalment un SCVI amb un compressor de dues etapes de pistons (TSRC) treballant amb R-407C en condicions extremes. La comparació es va realitzar en termes d'eficiències del compressor, capacitat, COP i rendiments estacionals tant per al mode calefacció com per al mode refrigeració. Els resultats proporcionen una idea general sobre el rang d'aplicació dels compressors estudiats i sobre les diferències en els rendiments dels compressors. No obstant això, es van identificar diverses limitacions en la caracterització dels compressors i en l'anàlisi del cicle. Això va motivar a aprofundir en l'estudi del cicle de compressió de dues etapes i els seus components. El següent pas va ser realitzar una anàlisi teòrica dels cicles de compressió de dues etapes per a aplicacions de calefacció, on es va identificar la pressió intermèdia i la relació d'injecció com els paràmetres del sistema més influents sobre el COP. La pressió intermèdia es va optimitzar per a dues configuracions d'injecció (tanc de separació i economitzador) utilitzant diversos refrigerants. Basant-se en els resultats de l'optimització, es va proposar una correlació que permet obtindre la pressió intermèdia òptima del cicle, considerant la influència del subrefredament a l'eixida del condensador. A més, es va analitzar la influència del disseny dels components del sistema sobre el COP del cicle. Posteriorment, l'estudi es va aprofundir a nivell de components. El factor més crític en el sistema és el rendiment del compressor. Per tant, el següent pas va ser avaluar la influència de diversos sistemes de compressió amb injecció de vapor sobre el COP. Es van prendre en compte tres tecnologies de compressors, un SCVI, un TSRC i un compressor scroll de dues etapes (TSSC). Aquestes tecnologies de compressors van ser caracteritzades i modelades per a estudiar el seu rendiment. Per a això, es va proposar una nova metodologia per a caracteritzar compressors scroll amb injecció de vapor. Aquesta metodologia permet avaluar el rendiment del compressor independentment del mecanisme d'injecció que s'utilitza en el cicle. Es va identificar una correlació lineal entre la relació d'injecció de refrigerant i la relació de compressió intermèdia. Aquesta correlació s'utilitza per a determinar el flux màssic d'injecció en funció de la pressió intermèdia. Posteriorment, es va proposar un model semi-empíric de compressors scroll i una metodologia per a estendre aquest model per a compressors scroll amb injecció de vapor. Els models van ser ajustats i validats utilitzant dades experimentals de quatre compressors scroll treballant amb R-290 i un SCVI treballant amb R-407C. Finalment, es va comparar un SCVI amb dos compressors de dues etapes, un TSSC i un TSRC, treballant en condicions extremes. Es va optimitzar la relació de volums dels compressors de dues etapes. Els resultats mostren que, en les condicions nominals de funcionament (Te=-15 °C, Tc=50 °C), la relació de volums òptima del TSSC és 0.58, i del TSRC és 0.57. El TSSC aconsegueix un COP 6% major que el SCVI i un COP 11.7% major que el TSRC. Sota un ampli rang de condicions d'operació, el SCVI presenta una millor eficiència i COP per a relacions de pressió inferiors a 5. Per a relacions de pressió més altes, el TSSC presenta millor rendiment i aconsegueix una temperatura de descàrrega més baixa. Es conclou que el SCVI és una solució fàcil d'implementar, des del punt de vista del mecanitzat, i que permet estendre el mapa de treball dels compressors d'una etapa. No obstant això, els resultats mostren que la compressió en dues etapes aconsegueix millorar en major mesura el COP del cicle i la capacitat, amb una major reducció de la[EN] This Ph.D. thesis presents a study of scroll compressors with vapor-injection (SCVI) for heat pumps operating in cold climates or in high-temperature water heating applications. To do so, firstly, an SCVI was experimentally compared with a two-stage reciprocating compressor (TSRC) working with R-407C under extreme conditions. The comparison was made in terms of compressor efficiencies, capacity, COP, and seasonal COP, both for heating and cooling modes. The results give a general idea about the application range of the studied compressors and the differences in the compressors' performance. Nevertheless, several restrictions in the compressors' characterization and the cycle analysis were identified. This motivated us to deepen in the study of the two-stage compression cycle and its components. The next step was performing a theoretical analysis of two-stage compression cycles for heating applications, where the intermediate pressure and the injection ratio were identified as the most influential system parameters on the COP. The intermediate pressure was optimized for two vapor-injection configurations (flash tank and economizer) using several refrigerants. Based on the optimization results, a correlation was proposed that allows obtaining the optimal intermediate pressure of the cycle, considering the influence of the subcooling at the condenser outlet. In addition, a theoretical analysis of the influence of the design of the system components on the COP of the cycle was performed. Once the thermodynamic analysis of the two-stage cycle was carried out, the study was deepened at the component level. The most critical factor in the system is the compressor performance. Hence, the next step was evaluating the influence of several compression systems with vapor-injection on the COP. Three compressor technologies were taken into account, an SCVI, a TSRC and a two-stage scroll compressor (TSSC). These compressor technologies were characterized and modeled in order to study their performance. To do so, a new methodology to characterize SCVI was proposed. This methodology allows evaluating the compressor performance independently of the injection mechanism used in the cycle. A linear correlation was identified between the refrigerant injection ratio and the intermediate compression ratio. This correlation is used to determine the injection mass flow as a function of the intermediate pressure. Then, a semi-empirical model of scroll compressors and a methodology to extend the model for scroll compressors with vapor-injection was proposed. The models were adjusted and validated using experimental data from four scroll compressors working with R-290 and an SCVI compressor working with R-407C. Finally, an SCVI was compared with two two-stage compressors, a TSSC, and a TSRC, working in extreme conditions. The displacement ratio of the two-stage compressors was optimized. Results show that, at the nominal operating conditions (Te=-15 °C, Tc=50 °C), the optimal displacement ratio of the TSSC is 0.58, and of the TSRC is 0.57. The TSSC achieves 6% larger COP than the SCVI and 11.7% larger COP than the TSRC. Under a wide range of operating conditions, the SCVI presents a better efficiency and COP for pressure ratios below 5. For higher-pressure ratios, the TSSC presents better performance and achieves lower discharge temperature. It is concluded that the SCVI is an easy solution to implement from the point of view of machining, which allows extending the working map of the single-stage compressors. However, the results show that the two-stage compression technology gets further improve the COP of the cycle and the capacity, with a greater reduction of the discharge temperature operating under extreme conditions.I thank the financial support provided by the Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT) of Ecuador, through the international scholarship program for postgraduate studies “Convocatoria Abierta 2013 Segunda Fase, Grant No 2015-AR37665”.Tello Oquendo, FM. (2019). Study of scroll compressors with vapor-injection for heat pumps operating in cold climates or in high-temperature water heating applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/120473TESISCompendi

Análisis de la Tecnología WDS y su Aplicaicón en el Diseño de Infraestructura de Red Inalámbrica en Ambiente Open Source. Caso Práctico: Fundación Desarrollo Solidario

Se diseñó e implementó una infraestructura de red inalámbrica utilizando tecnología Wireless Distribution System (WDS), con la finalidad de solucionar la problemática en cuanto a conectividad, movilidad, escalabilidad en la Fundación Desarrollo Solidario ubicada en la ciudad de Riobamba. Se utilizó 2 PCs Dell como puntos de acceso, a las que se agregó tarjetas pci inalámbricas con antenas omnidireccionales de ganancia 5 dbi, instalándoles sistema Mikrotik RouterOS en el cual se configuró WDS, utilizando modem Huawei para conexión y acceso a internet. Se configuró un servidor dhcp y samba en un equipo HP Proliant bajo sistema operativo CentOS, utilizando método inductivo, con Wi-Fi en equipos para red inalámbrica. Con WDS se logró interconectar inalámbricamente los puntos de acceso. Al implementar la red, se verificó que existe 100% de conectividad entre equipos; soporta tráfico estimado en un 3,43 Mbps entre correo electrónico, navegación en Internet, acceso a servidores con conexión simultánea para 26 usuarios de la Fundación; garantiza un correcto desempeño de aplicaciones; proporciona información en tiempo real en cualquier lugar dentro de la organización, solucionando en un 100% la problemática en cuanto a movilidad. Con referencia a escalabilidad, la red tiene capacidad de cambiar su tamaño o configuración para adaptarse a un mayor número de usuarios agregando un punto de acceso. Se recomienda al administrador de la red, realizar actividades de monitoreo, atención de fallas, configuración y seguridad para ayudar a mantener la operatividad de recursos y buen desempeño de la red

Estudio de la trayectoria tecnológica y científica de los compresores scroll para refrigeración y bombas de calor

[ES] El presente trabajo de investigación estudia de la trayectoria tecnológica y científica de los compresores scroll para refrigeración y bombas de calor. La metodología utilizada es el análisis de conectividad de citas tanto de patentes como de artículos científicos utilizando las bases de datos de la USPTO y de la Web of Science, respectivamente. Las trayectorias de patentes y de artículos científicos fueron generadas con el uso de los programas Citnet Explorer y Pajek. La trayectoria científica resultante consta de quince artículos científicos, identificándose cinco líneas de investigación que incluyen el estudio de conformidades axial y radial del compresor utilizando modelos geométricos; rendimiento de compresores scroll con inyección de vapor, utilizando modelos geométricos detallados de las espirales del compresor; uso de modelos semi-empíricos para el análisis del uso de refrigerantes naturales, mejoras del rendimiento del sistema con inyección de vapor, velocidad variable; aplicaciones en expansores para ciclos orgánicos Rankine y base para el modelado de otras tecnologías de compresor como compresores de tornillo y rotativo de pistones y uso de modelos empíricos de compresores scroll. La trayectoria tecnológica consta de trece patentes, las cuales fueron agrupadas en tres grupos de invenciones relacionadas con dispositivos scroll con diferentes espesores en las volutas, con sistemas de sellado entre scrolles, nervaduras de refuerzo y disipación de calor, acoplamientos, uso de manivelas locas; dispositivos scroll para aplicaciones de compresores, bombas de vacío y expansores; dispositivos scroll para ciclos compactos de energía. Desde la aparición de la primera patente de compresor scroll en 1905, esta tecnología tuvo que superar el desafío de contar con un mecanizado de los scrolles con tolerancias estrechas en su fabricación, razón por la cual, tanto para la trayectoria tecnológica como para la trayectoria científica, la red principal de patentes y artículos científicos empezaron a inicios de la década de los 80. Se identificaron dos partes en la coevolución de las trayectorias científica y tecnológica. La primera parte que trata sobre el modelado de un compresor scroll para análisis de conformidades geométricas, uso de nuevos refrigerantes y estimación del rendimiento de sistemas. La segunda parte que trata sobre el rendimiento de un expansor scroll en un ciclo ORC. Finalmente, el compresor scroll es una tecnología muy versátil, que ha sido continuamente innovada para dar solución en el sector de la refrigeración, de acuerdo con las exigencias de eficiencia energética, demanda energética en climas extremos, nuevos refrigerantes, nuevos sistemas de calefacción, producción de agua caliente sanitaria, ciclos ORC y aplicaciones en expansores y bombas de vacío.[EN] This research work studies the technological and scientific trajectory of scroll compressors for refrigeration and heat pumps. The methodology used is the citation connectivity analysis of both patents and scientific papers using the USPTO and Web of Science databases, respectively. The patent and scientific papers trajectories were generated with the use of the Citnet Explorer and Pajek programs. The resulting scientific trajectory consists of fifteen scientific papers, identifying five lines of research that include the study of axial and radial conformities of the compressor using geometric models; performance of vapor injection scroll compressors, using detailed geometric models of the compressor coils; use of semi-empirical models for the analysis of the use of natural refrigerants, system performance improvements with vapor injection, variable speed; applications in expanders for organic Rankine cycles and base for the modeling of other compressor technologies such as screw and rotary piston compressors, and the use of empirical models of scroll compressors. The technological trajectory consists of thirteen patents, which were grouped into three groups of inventions related to scroll devices with different thicknesses in the volutes, with sealing systems between scrolls, reinforcement ribs, and heat dissipation, couplings, use of idler cranks; scroll devices for compressor, vacuum pump, and expander applications; scroll devices for compact power cycles. Since the appearance of the first scroll compressor patent in 1905, this technology had to overcome the challenge of having machining of scrolls with tight tolerances in their manufacture, which is why, both for the technological trajectory and the scientific trajectory, the main network of patents and scientific articles began in the early 1980s. Two parts were identified in the co-evolution of the scientific and technological trajectories. The first part that deals with the modeling of a scroll compressor for analysis of geometric conformities, use of new refrigerants, and estimation of system performance. The second part that deals with the performance of a scroll expander in an ORC loop. Finally, the scroll compressor is a very versatile technology, which has been continuously innovated to provide solutions in the refrigeration sector, in accordance with the requirements of energy efficiency, energy demand in extreme climates, new refrigerants, new heating systems, production of domestic hot water, ORC cycles and applications in expanders and vacuum pumps.Tello Oquendo, FM. (2021). Estudio de la trayectoria tecnológica y científica de los compresores scroll para refrigeración y bombas de calor. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/175099TFG

Evaluación comparativa del rendimiento de controladores SDN de código abierto

Software-defined Networking (SDN) constitutes a new era in the development of internetworking. The SDN paradigm splits the data plane from the control plane. It uses controller equipment, which is responsible for centrally managing several network devices simultaneously. This study analyzes three open-source controllers for SDN based on the OpenFlow protocol. Specifically, the performance of FloodLight, OpenDayLight (ODL), and Ryu controllers is evaluated in terms of latency, throughput, and scalability. In doing so, the Cbench tool is used in an emulated environment with Mininet. The results show that the Ryu controller presents the lowest performance in all the evaluated parameters; ODL provides lower latency and FloodLight higher throughput. Regarding scalability, we conclude that Floodlight can be used in small networks, whereas ODL can be used in dense networks. Furthermore, we evaluate their main characteristics, which must be considered for their choice prior to implementation and deployment.Las redes definidas por software (SDN) constituyen una nueva era en el diseño de la interconexión de redes. El paradigma SDN separa el plano de datos del plano de control. Para esto utiliza un equipo controlador, que se encarga de gestionar de forma centralizada varios dispositivos de red al mismo tiempo. Este estudio analiza tres controladores SDN de código abierto basados en el protocol OpenFlow. Específicamente, el rendimiento de los controladores FloodLight, OpenDayLight (ODL) y Ryu son evaluados en términos de latencia, throughput y escalabilidad. Para ello se utilizó la herramienta Cbench en un entorno emulado con Mininet. Los resultados muestran que el controlador presenta un menor rendimiento en todos los parámetros evaluados; ODL tiene una menor latencia y Floodlight un mayor throughput. En lo que tiene que ver a escalabilidad, se concluye que Floodlight es recomendable para redes pequeñas y ODL para redes densas. Además, evaluamos sus principales características, las cuales deben ser tomadas en cuenta para su elección antes de su implementación y despliegue

Analysis of the Thermal Behavior of a Vehicle Cabin Using a Dynamic Thermal Model

This work analyzes the thermal behavior of a vehicle cabin by using a dynamic thermal model, which allows to accurately reproduce the vehicle interior temperature under different external environmental conditions. The thermal model considers heat transfer through the glazed and opaque surfaces of the vehicle using the energy balance method. It considers changes in weather conditions, vehicle geometry, body construction characteristics, types of opaque and glazed surfaces, and existing thermal loads. Experimental tests (with and without solar radiation) were carried out to validate the dynamic thermal model. The model predicts the temperature variations of the air inside the vehicle cabin. The results showed a maximum variation of 1.38 K without solar incidence and 3.78 K with solar radiation. Keywords: dynamic thermal model, vehicle, heat balance, thermal load. Resumen El objetivo principal del presente trabajo fue analizar el comportamiento térmico de la cabina de un vehículo utilizando un modelo térmico dinámico, que permite reproducir de manera precisa el comportamiento de la temperatura interior del vehículo bajo distintas condiciones ambientales externas. El modelo térmico considera la transferencia de calor a través de las superficies acristaladas y opacas del vehículo utilizando el método de balance de energía, para lo cual se toman en cuenta los cambios en las condiciones climatológicas, la geometría del vehículo, las características constructivas de la carrocería, tipos de superficies opacas y acristaladas y las cargas térmicas existentes. Se realizaron ensayos experimentales (con y sin radiación solar) para validar el modelo térmico dinámico. El modelo permite reproducir las variaciones de la temperatura del aire interior de la cabina del vehículo. Los resultados obtenidos muestran una variación máxima de 1.38 K, sin incidencia solar y 3.78 K con radiación solar. Palabras Clave: modelo térmico dinámico, vehículo, balance de calor, carga térmica

Deep Reinforcement Learning Mechanism for Dynamic Access Control in Wireless Networks Handling mMTC

[EN] One important issue that needs to be addressed in order to provide effective massive deployments of IoT devices is access control. In 5G cellular networks, the Access Class Barring (ACB) method aims at increasing the total successful access probability by delaying randomly access requests. This mechanism can be controlled through the barring rate, which can be easily adapted in networks where Human-to-Human (H2H) communications are prevalent. However, in scenarios with massive deployments such as those found in IoT applications, it is not evident how this parameter should be set, and how it should adapt to dynamic traffic conditions. We propose a double deep reinforcement learning mechanism to adapt the barring rate of ACB under dynamic conditions. The algorithm is trained with simultaneous H2H and Machine-to-Machine (M2M) traffic, but we perform a separate performance evaluation for each type of traffic. The results show that our proposed mechanism is able to reach a successful access rate of 100 % for both H2H and M2M UEs and reduce the mean number of preamble transmissions while slightly affecting the mean access delay, even for scenarios with very high load. Also, its performance remains stable under the variation of different parameters. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.The research of D. Pacheco-Paramo was supported by Universidad Sergio Arboleda, P.t. Tecnologias para la inclusion social y la competitividad economica. 0.E.6. The research of L Tello-Oquendo was conducted under project CONV.2018-ING010. Universidad Nacional de Chimborazo. The research of V. Pla and J. Martinez-Bauset was supported by Grant PGC2018-094151-B-I00 (MCIU/AEI/FEDER,UE).Pacheco-Paramo, DF.; Tello-Oquendo, L.; Pla, V.; Martínez Bauset, J. (2019). Deep Reinforcement Learning Mechanism for Dynamic Access Control in Wireless Networks Handling mMTC. Ad Hoc Networks. 94:1-14. https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2019.101939S1149

A comprehensive study of two-stage vapor compression cycles with vapor-injection for heating applications, taking into account heat sink of finite capacity

[EN] This paper presents a comprehensive study of two-stage vapor compression cycles with vapor-injection for several refrigerants considering that the heat sink has a limited capacity. The key parameters of the cycle performance are identified and the influence of these parameters on the heating COP is analyzed. The optimum intermediate conditions of the cycle are evaluated using a general model of the cycle, considering two configurations (flash tank and economizer). Based on the optimization results, a correlation is proposed in order to estimate the optimum intermediate pressure, taking into account the temperature lift in the secondary fluid imposed by the application. The correlation uses cycle subcooling as an input, which is a novelty from the current correlations proposed in the literature. In addition, an optimum subcooling control strategy is proposed and finally, the influence of the size of the system components on the COP is studied.Fernando M. Tello-Oquendo acknowledges the financial support provided by the CONVOCATORIA ABIERTA 2013-SEGUNDA FASE program, which was funded by the SENESCYT (Secretaria de Educacion Superior, Ciencia, Tecnologia e Innovacion) (Grant no. 2015-AR37665) of Ecuador.Tello Oquendo, FM.; Navarro-Peris, E.; Gonzálvez-Maciá, J. (2018). A comprehensive study of two-stage vapor compression cycles with vapor-injection for heating applications, taking into account heat sink of finite capacity. International Journal of Refrigeration. 93:52-64. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2018.05.039S52649

Analysis of variable speed vapor injection scroll compressors working with several refrigerants: Empirical correlation for the characterization and optimization of the intermediate conditions

Vapor-injection scroll compressors (SCVI) are present in the market since many years. There are several studies in the literature dealing with their proper characterization and the development of correlation in order to estimate properly its intermediate working conditions. The main objective of these correlations is the prediction of the compressor behavior for any condition based on a reduced number of test. Derived from that a correlation would be better as less parameter it will require, as this will imply less number of test in order to determine it. Nowadays, variable speed SCVI are being installed more widely but not so much studies are available for these type of compressors. In this work, based on previous correlations obtained for constant speed SCVI, a correlation for variable SCVI has been obtained. In order to do that, a set of experimental calorimetric test has been conducted for different condensing and evaporating temperatures and 4 different compressor speeds. From these data, it has been possible to obtain a correlation depending in four parameters able to predict the intermediate conditions (pressure and temperature), the mass flow rates and the energy consumption with an error lower than 3%. The correlation has been checked with other sources of data available in the public literature obtaining similar deviations from the measured values. Finally and based on these results, the optimum intermediate operation conditions for an injection heat pump with an economizer has been determined in different external conditions. From the optimization process an improvement in COP up to 5% could be expected from the theoretical analysis

On the Behavior of Synchronous Data Transmission in WuR Enabled IoT Networks: Protocol and Absorbing Markov Chain Based Modeling

© © 2022 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permissíon from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertisíng or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works.[EN] In wake-up radio (WuR) enabled Internet of things (IoT) networks, a data communication occurs in a synchronous or asynchronous manner initiated either by a transmitter or receiver. A synchronous transmission is triggered when multiple devices report an event simultaneously, or by a common wake-up call. In this paper, we focus on synchronous transmissions and propose a multicast triggered synchronous transmission protocol, abbreviated as MURIST, which enables contention based and coordinated data transmissions among distributed devices in order to reduce transmissions latency and energy consumption. Furthermore, we develop a novel analytical model based on an absorbing Markov chain to evaluate the performance of MURIST in a network cluster. Unlike existing models that are merely targeted at the behavior of a single device, the novelty of our model resides in a generic framework to assess the behavior of a cluster of devices for synchronous data transmissions. Based on the analytical model, we obtain closed-form expressions for the distributions of successful and discarded transmissions, number of collisions, and delay, as well as for energy consumption. Extensive simulations are performed to validate the accuracy of the analytical model and evaluate the performance of our scheme versus that of two other schemes.The research leading to these results has received funding from the European Economic Area (EEA) Norway (NO) Grants 2014-2021, under project contract no. 42/2021, RO-NO2019-0499 -"A Massive MIMO Enabled IoT Platform with Networking Slicing for Beyond 5G IoV/V2X and Maritime Services (SOLID-B5G)". The work of Vicent Pla was supported in part by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and European Regional Development Fund (ERDF) A way of making Europe under Grant PGC2018-094151-B-I00 and in part by the Generalitat Valenciana under Grant AICO/2021/138.Ghose, D.; Tello-Oquendo, L.; Pla, V.; Li, FY. (2022). On the Behavior of Synchronous Data Transmission in WuR Enabled IoT Networks: Protocol and Absorbing Markov Chain Based Modeling. IEEE Transactions on Wireless Communications. 21(10):8565-8580. https://doi.org/10.1109/TWC.2022.316711585658580211

A Methodology for Characterization of Vapor-injection Compressors

Vapor-injection compressor technology is being used in refrigeration systems and heat pumps working at large differences between evaporating and condensing temperatures. However, there are no published standards for the characterization of this kind of compressors. Calorimetric benches are widely used to characterize compressors, nevertheless, the calorimetric benches, as known, cannot be used directly to characterize vapor-injection compressors, since the refrigerant conditions at the injection port are defined by the injecting temperature and the intermediate pressure. In addition, these intermediate conditions depend critically on the way in which the injection is performed (economizer, flash tank, liquid injection, etc.). Therefore, the characterization process of this type of compressors is more complex. In this paper, a methodology for characterizing vapor-injection compressors is proposed. The method allows measurement of vapor-injection compressors in a typical calorimetric test bench after implementing some minor modifications in order to incorporate the injection line. With these modifications, the system is capable of independently controlling the intermediate pressure and the injection temperature. The proposed methodology has been evaluated with a vapor-injection scroll compressor (of 17.1 m3/h) using R407C as a refrigerant. The measurement results and the performance parameters of the vapor-injection scroll compressor are presented. A simple correlation to estimate the injection mass flow rate as a function of the intermediate pressure has been found, that can be used to correlate the experimental results with high accuracy for several operating conditions. The advantages of the proposed methodology are the better control of the intermediate compression conditions and the possibility of testing vapor-injection compressors in a wide range of operating conditions