Buzdolabı buharlaştırıcısı ısı geçiş performansının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the heat transfer performance of a refrigerator`s evaporator
Yazar: BURAK AŞURECİLER
Danışman: PROF.DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bir buzdolabı veya derin dondurucu soğutma sisteminin enerji tüketimi, bu soğutma sistemine ait elemanların performansları ile doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, soğutma sistemi elemanlarının performansının farklı çalışma koşullarında belirlenmesi önem taşımaktadır. Bu çalışma kapsamında, bir derin dondurucu soğutma sistemine ait açık telli borulu buharlaştırıcının doğal taşınımla ısı geçiş performansının, kompresörün sürekli ve periyodik çalışma durumlarında belirlenebilmesi amacı ile farklı deneysel yöntemler üzerinde durulmuştur.Soğutma sistemine ait kompresörün sürekli çalışması durumunda, sistem daimi rejim haline ulaştıktan sonra buharlaştırıcı ve kabin hava ortamı sıcaklıkları belli değerlerde sabitlenecek, buharlaştırıcının soğutma kapasitesi de daimi rejim halinin gözlendiği süre boyunca değişim göstermeyecektir. Bu çalışma koşulunda elde edilen sıcaklık ve soğutma kapasitesi değerleri yardımı ile buharlaştırıcı performansı daimi rejim süresi boyunca, ortalama olarak elde edilebilecektir. Periyodik çalışma durumunda, dolap içi sıcaklığını kontrol eden termostat sayesinde kompresör periyodik olarak durma-kalkma (on-off) yapacaktır. Buna bağlı olarak da buharlaştırıcı ve kabin hava ortamı sıcaklıkları ile birlikte soğutma kapasitesi de periyodik değişimler gösterecektir. Periyodik çalışma durumunda meydana gelen bu değişimler, buharlaştırıcı performansının bir çevrim boyunca anlık olarak belirlenmesi ihtiyacını doğurmaktadır.Bu çalışmada, buharlaştırıcı performansının tespit edilmesi amacıyla iki farklı deneysel yöntem uygulanmıştır. İlk yöntemde, buharlaştırıcı performansının belirlenmesinde önemli rol oynayan soğutma kapasitesi, kabin ısı kazancı ile ilişkilendirilmiştir. Bu deneysel yöntem sonucunda, buharlaştırıcı performansı, sürekli çalışma durumu için daimi rejim süresi boyunca, periyodik çalışma durumu için ise bir çevrim boyunca ortalama olarak elde edilmiştir. Uygulanan diğer yöntemde ise, buharlaştırıcı yüzeyine yerleştirilen ısı akısı sensörleri ile soğutma kapasitesi anlık olarak belirlenmiştir. Bu yöntem sonucunda da buharlaştırıcı performansı, sürekli çalışma koşulu için ortalama olarak, periyodik çalışma durumunda ise bir çevrim süresince anlık olarak belirlenmeyeçalışılmıştır. Deneysel veriler, kompresörün sürekli ve periyodik çalışmasının buharlaştırıcı performansı üzerindeki etkisini ortaya koymuştur.Anahtar Kelimeler: Buharlaştırıcı, Evaporatör, WOT, Açık Telli Borulu, Isı Geçiş Performansı, Kabin Isı Kazancı, Isı Akısı Sensörü, Isı Geçiş Katsayısı, Doğal Taşınım, Derin Dondurucu, BuzdolabıBilim Dalı Sayısal Kodu: 625.04.02

Abstract:
Energy consumption of a refrigerator?s or a deep freezer?s cooling system is directly related to the performance of its components. Therefore, it is important to determine the performance of these components in different working conditions. Within the context of this study, two different experimental methods have been studied to determine the natural convection heat transfer performance of a wire-on-tube evaporator, a part of a deep freezer`s cooling system, for the cyclic and continuous working of the compressor.During the continuous working of the cooling system`s compressor, the evaporator and cabinet air temperatures stay constant after the steady state condition is reached. This causes a constant cooling capacity during the steady state working period. Hence, in this steady state working condition, the constant temperature condition and cooling capacity enable one to calculate the average performance of the evaporator in this period of time. During the cyclic working of the compressor, the evaporator and cabinet air temperatures display periodic changes as a result of the thermostatic control of the cabinet air temperature. Due to these periodic changes, the cooling capacity of the evaporator also displays a cyclic character. These periodic changes in the temperatures and the cooling capacity require instantaneous evaluation of the evaporator`s heat transfer performance in a cycle period of the compressor.Two different experimental methods have been studied to investigate the natural convection heat transfer performance of the wire-on-tube evaporator. In the first method, the cooling capacity, which is important in the determination of the performance, is related to the cabinet heat gain. This method provides a technique for the evaluation of the average natural convection heat transfer performance of the evaporator both in the continuous working condition after the steady state working condition is reached and in the cyclic working condition during the one cycle period of the compressor. In the second method, heat flux sensors are attached to the evaporator surface to determine the cooling capacity of the evaporator instantaneously. Thismethod enable one to evaluate the performance of the evaporator on an average for the continuous working and instantaneously for the cyclic working of the compressor. Experiments have shown that the compresor's working condition has great influence on the performance of the evaporator.Keywords: Evaporator, WOT, Wire-on-Tube, Heat Transfer Performance, Cabinet Heat Gain , Heat Flux Sensor, Heat Transfer Coefficient, Natural Convection, Deep Freezer, RefrigeratorScience Code: 625.04.02