Soğutma sistemlerinde sistem bileşenlerinin termodinamiksel toplam performansa etkilerinin incelenmesi
Investigation of component performances on thermodynamical system performance of refrigeration systems
Yazar: ÖNDER BALİOĞLU
Danışman: PROF. DR. İSMAİL TEKE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Buharlaşma = Evaporation ; Buharlaştırıcılar = Evaporators ; Yoğuşma = Condensation

Özet:
Enerji kaynaklarının hızla azalması ve buna paralel olarak enerji maliyetlerinin artması, birçok gelişmiş ülkenin ve önde gelen global şirketlerin enerji ile ilgili stratejilerini güncellemesine ve bu bağlamda yeni atılımlar ve çalışmalar yapılmasına neden olmuştur. Bu durum, bilim dünyası tarafından da yakın geçmiş içerisinde yapılan araştırmalarla ortaya konmaktadır. Özellikle Avrupa Birliği içerisinde toplumları bilinçlendirmek adına enerji verimliliğinin arttırılması ve dolayısıyla enerji tüketiminin azaltılması hedeflenerek gerek hükümetler kanalıyla gerekse bağımsız sivil toplum kuruluşlarının katılımıyla yeni birçok düzenleme ve yönerge yayımlanmaktadır. Bu gelişmeler, enerji verimliliğinin söz konusu olduğu sistemlerde yenilikçi fikirlerin, uygulamaların ve optimizasyonların geliştirilmesi gerekliliğini de beraberinde getirmiştir.Bu yüksek lisans tez çalışmasında buhar sıkıştımalı bir soğutma sisteminde soğutma sistemini oluşturan temel bileşenlerin performans değerlerinin değişimi ile farklılaşan çalışma koşullarının sistem performansına etkileri tespit edilmiştir.Tez çalışması sekiz ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve çalışma sonucunda hedeflenen sonuçlar genel olarak açıklanmıştır.İkinci bölümde, konu ile ilgili olarak gerçekleştirilen literatür araştırmasını kapsamaktadır. Literatür araştırması çerçevesinde konu ile ilgili olarak herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu sebeple tez çalışmasında yer alan literatür araştırması soğutma sistemlerinin genel çalışma prensiplerini ortaya koymak üzere seçilen çalışmalardır. Üçüncü bölümde ise, buzdolaplarının çalışma prensipleri ve buzdolabını oluşturan komponentlerin kuramsal incelemeleri yer almaktadır.Dördüncü bölümde, tez çalışmasında kullanılan deney tesisatı ve devreleri detaylı olarak açıklanmıştır. Daha sonra deneylerin hazırlanma evreleri ve belirsizliklerin tespiti yapılmıştır.Beşinci bölümde, deneysel çalışmalarda sistem çalışma koşullarının değiştirilmesi amacıyla kullanılan buzdolabı komponentlerinin öngörülen toleransları ve bu toleransların komponentler üzerinde meydana getirdiği etkilerin tespitinde gerçekleştirilen teorik ve deneysel çalışmalar yer almaktadır.Altıncı bölümde sistem performansını irdelemek üzere kullanılan temel kavramlar yer almaktadır.Yedinci bölümde, deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen buharlaşma ve yoğuşma basıncının, aşırı soğuma ve aşırı kızma miktarlarının ve kompresör performansının soğutma sistemi üzerine olan etkisi Buckingham teoremi kullanılarak incelenmiştir. Buckingham teoremi kullanılarak boyutsuzlaştırılan değişkenler ile sistem performansı arasındaki ilişkinin genelleştirilebilmesi amacıyla, doğrusal en küçük kareler regresyon algoritması kullanılarak bir ampirik korelasyon modeli oluşturulmuştur.Sekizinci ve son bölümde sonuçlar değerlendirilerek öneriler sunulmuştur.

Abstract:
Due to rapid reduction of energy resources, developed countries? governments and global leading companies revised their future strategies about energy effectiveness. This trend can be brought up by scientific investigations which have been carried out in the last decade. Especially in the European Community, many regulations and directives have been published with the participation of both governmental and non-govermantal organizations to raise the consciousness level of the society. These progresses have triggered the innovative ideas for the manifacturers to remain competitive to comply with these regulations.This study represents effects of operation conditions on a domestic refrigeration system?s thermodynamical performance by modifying common components of said refrigeration system.This thesis study is composed of eight main chapters. In chapter one, motivation and aim of this study have explained in general terms as an introduction.The second chapter consists of literature research about thesis subject. As a result of literature research, any studies related to this study cannot be found. For this reason, literature research contains general working principles of domestic refrigeration system. In the next chapter, theoretical explanation of a domestic refrigeration system has presented.Experimental study, components and structure of the experimental setup explained in the first part of the chapter four. The final part of this chapter contains preparation stages of experimental work and uncertainty analysis.In chapter five, refrigeration components and their tolerances which have been used to modify the working conditions of refrigeration system have presented. Besides, theoretical and experimental studies which have been carried out to determine the effect of these mentioned tolerances on refrigeration system components have explained.In chapter six, main thermodynamical concepts which have been used to analyse system performance have presented.In chapter seven, effects of evaporation and condensation pressures, subcool and superheat degrees and compressor performance on the thermodynamical performance of a refrigeration system which have been obtained by experimental study, have analysed by Buckingham theorem. With the assistance of this theorem, variables effecting thermodynamical performance of a refrigeration system are defined as dimensionless parameteres and an empirical correlation was developed between the defined dimensionless parameters using least squares lineer regression algorithm.In the final chapter results of this study have been evaluated and suggestions have proposed.