Kondenser boyutlarının otomobil klima sisteminin performansına etkisinin deneysel analizi
Experimental analysis of the effect of condenser dimensions on the performance of an automobile airconditioning system
Yazar: EKREM TOSUN
Danışman: DOÇ. DR. MURAT HOŞÖZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Kondenser = Condenser ; Soğutma = Cooling ; İklimlendirme = Air conditioning

Özet:
Bu çalışmada, orijinal parçalardan oluşan ve soğutucu akışkan olarak R134a kullanan deneysel bir otomobil kliması sistemi, laboratuar ortamında kurularak çeşitli mekanik ve elektriksel ölçüm cihazlarıyla donatılmıştır. Sistemin soğutma çevrimi, değişken kapasiteli yalpalı plakalı kompresör, lamine tip evaporatör, paralel akımlı-mikro kanallı kondenserler, termostatik genleşme valfi ve sıvı tankından oluşmaktadır. Sistemin bütün parçaları aynı kalmak koşuluyla, yalnızca farklı boyutlarda olan mikro kanallı kondenserlerin değiştirilmesi sonucu oluşturulan bu iki sistem, değişen deneysel şartlar altında test edilmiştir. Elde edilen verilere enerji ve ekserji analizleri uygulanarak çeşitli performans parametreleri belirlenmiş ve grafikler halinde karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.Deneyler sonucunda, kompresör devrinin artması ile her iki sistem için kompresör gücü, kompresörün harcadığı elektrik miktarı, kondenserden atılan ısı miktarı ve sistem elemanla-rında yok edilen ekserji miktarı artmaktadır. KBK (Küçük Boyutlu Kondenser) kullanılan sistemde kompresör gücü ve kondenserden atılan ısı miktarı BBK (Büyük Boyutlu Kondenser) kullanılan sisteme göre daha fazladır. Kompresör devrinin artması ile, soğutma tesir katsayısı (STK) ve kompresör motorunun çektiği elektrik gücüne göre tanımlanmış soğutma tesir katsayısı (STKel), her iki sistem için azalmaktadır. BBK kullanılan sistemde STK ve STKel değerinin KBK kullanılan sisteme göre daha büyük olduğu görülmüştür. Ar-tan kondenser hava akımı giriş sıcaklıklarında STK ve STKel değerinin her iki sistem için düştüğü ve kapasite kontrol sisteminin devreye girmesi ile KBK kullanılan sistemin BBK kullanılan sisteme göre daha yüksek STK ve STKel değerlerine sahip olduğu gözlemlenmiş-tir. Artan soğutma kapasitelerinde ise, kompresör gücü ve kondenserden atılan ısı miktarı artmakta ayrıca sistem elemanlarında yok edilen ekserji miktarı da artmaktadır. Kompresör gücündeki artışa rağmen soğutma kapasitesindeki artışın daha büyük olması nedeniyle sabit bir kompresör devri için STK ve STKel değerlerinin her iki sistemde de daha yüksek değerle-re çıktığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, an experimental R134a automobile air conditioning system which is made up from original components has been set up in the laboratory and equipped with various mechanical and electrical instruments. The refrigeration circuit of the experimental system consists of a variable capacity swash plate compressor, a laminated evaporator, two parallel flow micro-channel condensers, a thermostatic expansion valve and a liquid receiver. The experimental system has been tested under various experimental conditions by employing two different condensers with different dimensions and using the same circuit components for each condenser case. Based on experimental data, energy and exergy analysis of the system has been performed and the results have been presented in comparative graphics.The results show that the compressor power, electric power consumed by the compressor, condenser heat rejection rate and the rate of exergy destructed in the components of the re-frigeration circuit get higher with increasing compressor speed. The compressor power and condenser heat rejection rate in the system using smaller size condenser are higher than those in the system using larger size condenser. Both the coefficient of performance (COP) and coefficient of performance based on electric power consumption of the compressor (COPel) decrease with increasing compressor speed in both systems. Furthermore, the system using larger size condenser yields higher COP and COPel values compared with the system using smaller size condenser. It is found that when the air temperature entering the condenser gets higher, both COP and COPel drop in both systems. However, the system using smaller size condenser gives higher COP and COPel values compared to the system using larger size con-denser as the capacity control system of the compressor is activated. When the cooling ca-pacity increases, the compressor power and condenser heat rejection rate as well as the ex-ergy destruction rate in the refrigeration circuit components get higher. Because the cooling capacity increases faster than the compressor power does, both COP and COPel get higher in both systems with increasing cooling capacity at a fixed compressor speed.