Soğutucu sistemlerde farklı ortam sıcaklığı şartlarında soğutucu akışkan kütle dağılımının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of refrigerant mass charge distribution in refrigeration systems at different ambient temperature conditions
Yazar: MEHMET KALP
Danışman: DOÇ. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı-Akışkan Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Soğutma = Cooling ; Soğutucular = Coolers ; Termodinamik = Thermodynamics

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, tek kapılı evsel bir soğutucunun, mevcut durumdaki,soğutucu akışkan kütle dağılımının belirlenmesi amacıyla bir deney düzeneğikurulmuştur. Kurulan deney düzeneğinde, soğutma sistemi, soğutma bileşenlerinin girişve çıkışlarına konumlandırılan vanalar aracılığıyla kontrol hacimlerine ayrılmıştır.Belirli anlarda, vanalar kapatılarak soğutucu akışkan ilgili kontrol hacminehapsedilmekte ve daha sonra bir tank içerisinde kızgın buhar fazında genleşmesisağlanılarak genleşme sonundaki termodinamik özeliklerin kullanılmasıyla ilgilisoğutma bileşenine ait soğutucu akışkan miktarı tespit edilmektedir. Bu işlemin sürekliolarak yapılması sonucunda bir soğutma çevrimi periyodu boyunca soğutucu akışkankütle dağılımı elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kompresörün çalışmayabaşlamasıyla buharlaştırıcıdaki soğutucu akışkan kütlesi sisteme dağıtılmakta ve bununsonucunda diğer soğutma elemanlarının soğutucu akışkan miktarında artış meydanagelmektedir. Kompresörün enerjisinin kesilmesiyle birlikte yüksek basınçtakiyoğuşturucu, filtre gibi bileşenlerde bulunan soğutucu akışkan kütlesi buharlaştırıcıdatoplanmaktadır.Deneysel olarak soğutucu akışkan kütle dağılımının elde edilmesi, sağlam deneyaltyapısı ve fazla iş yükü gerektirmektedir. Ayrıca oldukça zaman alıcıdır. Busebeplerden dolayı, farklı dış ortam sıcaklığı şartlarının, soğutucunun soğutucu akışkankütle dağılımına olan etkisi ile ilgili çalışmalar literatürde pek fazla yer almamaktadır.Gerçekleştirilen bu tez çalışmasının özgün yanı, farklı ortam sıcaklıklarının, soğutucuçalışma karakteristiğinde neden olduğu değişimlerin incelenerek, soğutucu akışkankütle dağılımına olan etkilerinin ortaya çıkarılmasıdır. 3 farklı ortam sıcaklığındagerçekleştirilen deneylerde aynı ortalama kabin iç sıcaklığı ve toplam soğutucu akışkanmiktarı kullanılmıştır. Her bir ortam sıcaklığı deneyinde bir soğutma çevrimininsoğutucu akışkan dağılımını yansıtabilecek sayıda ölçüm noktası alınarak elde edilensonuçlar incelenmiştir.

Abstract:
In this thesis, an experimental setup was established in order to determine refrigerantmass charge distribution of a single-door type domestic freezer. In the experimentalsetup, refrigeration system is divided to control volumes with using valves which areplaced at refrigeration components? inlet and exit. Refrigerant is imprisoned to a controlvolume by closing valves at a cycle moment and then expansion process of refrigerant iscarried in a tank with reaching superheated vapor state at the end of the expansionprocess. After the collection of charge in a tank, refrigerant mass charge amount iscalculated by the use of thermodynamic properties at the end of expansion process. As aresult of this process be performed continuously, refrigerant mass charge distributionwas obtained. According to results obtained, the start of compressor operation leads to adecrease in the amount of evaporator charge and an increase in the other componentscharge. The refrigerant mass charge of components at high pressure like condenser,drier moves to evaporator with compressor shut down.The experimental determination of refrigerant mass charge distribution processrequires a strong experimental infrastructure and very much effort. Due to thesereasons, studies about the effect of different ambient temperatures on refrigerant chargedistribution don?t take place more in literature. The distinctive part of this thesis is toemerge the effects of changing ambient temperature on refrigerant mass chargedistribution by examine variations of refrigerator operation characteristic caused withchanging issue. Experiments were carried out with the same average cabinettemperature and total amount of refrigerant mass charge at three different ambienttemperatures. In each ambient temperature experiment, results are investigated bytaking enough measurement points which may reflect the refrigerant mass chargedistribution in refrigeration cycle period.