Soğuk depo uygulamasında en uygun aşırı kızdırma (superheat) değerinin deneysel olarak belirlenmesi
Experimental determination of the most suitable superheat value in cold store application
Yazar: EMRE UYSAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ŞAFAK ATAŞ
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada oda sıcaklığı değeri -10 °C olarak referans alınan buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi prensibine göre çalışan, R404A soğutucu akışkanının kullanıldığı soğuk depo tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Tasarımı ve imalatı yapılan deney düzeneğinde kullanılan PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) elektronik genleşme vanası ve bu vanayı kontrol eden bir superheat (SH) kontrolörü sayesinde sistem üzerindeki SH değerleri 3,4,…,14,15 °C aralığında değiştirilerek en uygun SH değerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. SH 3-15 °C aralığındaki her bir tam sayı değeri için deneyler alınmıştır. Soğuk depo içine yerleştirilen 500cc lik plastik su şişeleri ile kısmi soğutma yükü oluşturulmuş ve bu şişelerden bir tanesinin içine daldırılan termokupl ile sıcaklık kontrolü sağlanmıştır. Oda sıcaklığı değeri -10 °C olarak set edilmesinin yanısıra SH değerlerinin karşılaştırılabilmesi için su şişesi içine daldırılan termokupldan ölçülen değer 1 °C ye ulaştığında deneyler tamamlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda oda sıcaklıkları, evaporatör üfleme ve 
dönüş hava sıcaklıkları, kompresör giriş ve çıkış sıcaklıkları, su sıcaklığı ve elektrik tüketimi değerlerindeki değişimler karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda SH değerinin 8 °C olduğu deneyde istenilen su sıcaklığına 145 dakika ile en kısa sürede ulaşılmıştır. Elektrik enerjisi tüketim miktarları incelendiğine en düşük enerji tüketimi 1,411 kWh ile 15 °C SH değerinde ve en düşük ikinci enerji tüketimi 1,433 kWh ile 8 °C SH değerinde gerçekleşmiştir. 8 ve 15 SH değerlerinin uygulandığı deneyler, deneyin sona erme süresi, kompresör çıkış sıcaklıkları, kompresör açma-kapanma sayıları açısından karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalar sonucunda oda sıcaklığının -10 °C olduğu R404A soğutucu akışkanının kullanıldığı soğuk depo uygulamalarında SH değerinin 8 °C olarak referans alınmasının daha hassas oda ve ürün sıcaklıklarına daha az elektrik tüketimi ile ulaşılabilmesine olanak tanıyacağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, cold storage designed and productioned with using R404A refrigerant fluid, operating according to the vapor compression refrigeration cycle principle, which is referred to as room temperature value -10 °C. It is aimed to determine the most appropriate SH (superheat) value by changing the SH values on the system between 3,4, ..., 14,15 °C with the PWM (Pulse Width Modulation) electronic expansion valve used in the design and manufacture of the experimental system and a superheat (SH) controller that controls this valve. Experiments were taken for each integer value in SH 3-15 °C range. A partial cooling load was created with 500cc plastic bottles placed in cold storage and temperature control was provided by thermocouple immersed in one of these bottles. In order to compare SH values in addition to setting the room temperature to -10 °C, the experiments were completed when the value reached from the thermocouple immersed in the water bottle reached 1 °C. As a result of the experiments, the changes in room temperature, evaporator air 
in and air out temperatures, compressor inlet and outlet temperatures, water temperature and electricity consumption values are compared. As a result of the analyzes made, the SH value of 8 °C was reached in the shortest time with 145 minutes to the desired water temperature in the experiment. When the consumption of electric energy is examined, the lowest energy consumption is 1,411 kWh with a SH value of 15 °C and the second lowest energy consumption is 1,433 kWh with an SH of 8 °C. Experiments which using 8 SH and 15 SH values were compared in terms of end of run time, compressor outlet temperatures, compressor on-off counts. As a result of these comparisons, at room temperature of -10 °C, R404A refrigerant is used in cold storage applications, SH value of 8 °C as a reference to more sensitive room and product temperatures can be achieved with less power consumption is the result that reached by study.