Çift fazlı sabit alanlı ejektör kullanarak buhar sıkıştırmalı soğutma çevrim etkinliğinin iyileştirilmesi
Performance improvement of the vapour compression refrigeration cycle by a two-phase constant area ejector
Yazar: NAGİHAN BİLİR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HALİL KÜRŞAD ERSOY
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekserji = Exergy ; Enerji geri kazanımı = Energy recovery ; Soğutma = Cooling ; Soğutma sistemleri = Cooling systems ; Tersinmezlik = Irreversibility

Özet:
Buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde, tersinmezlikleri azaltmak ve enerji geri dönüşümü sağlamak amacıyla genleştirici olarak ejektör kullanımı araştırıldı. Soğutucu akışkan olarak R134a kullanan ejektör genleşmeli soğutma sisteminin teorik analizi EES (Engineering Equation Solver) yazılım programı kullanılarak yapıldı. Verilen çalışma sıcaklıkları için, kompresör sıkıştırma işini minimum, soğutma performans katsayısını ise maksimum yapan optimum emme lülesi basınç düşüşü, ejektör alan ve debi oranları araştırıldı. Verilen çalışma sıcaklığı için, ejektör genleşmeli sistemin her bir elemanının ve çevrimin tersinmezlik miktarları belirlendi. Ejektörlü sistem için bulunan sonuçlar klasik sisteminki ile karşılaştırıldı.Elde edilen sonuçlara göre, emme lülesi basınç düşüşünün, incelenen çalışma sahası için 18 kPa-44.9 kPa arasında değişen, optimum bir değerinin olduğu tespit edildi. Evaporatör ve kondenser sıcaklıkları arasındaki fark büyük olduğunda, ejektörlü sistemin soğutma performansının ve ekserji veriminin daha çok iyileşeceği belirlendi. Genleştirici olarak ejektör kullanıldığında klasik sisteme göre soğutma performans katsayısının en az ~% 8, en çok ~% 29 artacağı tespit edildi. Bir sonuç olarak, Tev=5 oC, Tkon=40 oC, soğutma kapasitesi 3.5 kW iken ejektörlü çevrimin toplam tersinmezlik miktarının klasik çevrime göre % 56.6 daha düşük olduğu bulundu. Dizayn dışı çalışma durumunda tasarım şartlarından ±10 oC sapma olsa bile, ejektörlü sistemin performansının ejektörsüz sisteme göre daha yüksek olacağı belirlendi.

Abstract:
In order to achieve reducing system irreversibility and for energy recovery, the use of ejector as expander in vapor compression refrigeration systems is investigated. Theoretical analysis of ejector expansion refrigeration system which uses R134a as refrigerant is done by using EES (Engineering Equation Solver) Software Program. For given operating temperatures, suction nozzle pressure drop, ejector area and entrainment ratios that make compressor compression work minimum and cooling coefficient of performance maximum are investigated. The exergy destruction rate of each component of the ejector system and total exergy destruction of the cycle are determined for a given operation temperature. The results found for the ejector system are compared with that for classic system.According to the obtained results, it is determined that optimum value of suction nozzle pressure drop ranges between 18 kPa and 44.9 kPa for the investigated operating range. As difference between condenser and evaporator temperatures increases, it is found that improvement ratio in cooling performance and exergy efficiency of the ejector system rise. When ejector is used as expander, it is established that minimum cooling coefficient of performance is ~8% and maximum is ~29%. As a result, it is found that, at operating conditions of Tev=5oC, Tkon=40oC and 3.5 kW cooling capacity, total exergy destruction rate of cycle is found to be 56.6% lower than that of the classic system. In case the system operates off-design, it is determined that even if the system deviates by ±10oC from the design temperature, performance of the ejector system is still higher than the system with no ejector.