Buzdolabı kabin dibinde enerji tüketimini azaltmaya yönelik alternatif yoğuşturucu çalışmaları
Alternative condenser studies in a refrigerator machine room to reduce the energy consumption
Yazar: ALPER KIRIMLI
Danışman: PROF. DR. İSMAİL TEKE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Endüstri devriminden itibaren teknolojinin hızla gelişmesi, gereksinimleri sağlama adına yüksek enerji ihtiyacını beraberinde getirmiştir. Enerji ihtiyacı karşılama adına birincil olarak karbon emisyonu yüksek değerdeki doğal kaynakların kullanılması takibinde elektrik enerjisine ulaşılmaktadır. Son yüz yılda iletişim ağı gelişiminin de etkisiyle tüketici talepleri farklı kategorilerde yayılmış ve tüketimin artmasıyla enerji gereksinimi de artmıştır. Tüketicinin temel gereksinim kategorilerinden, beyaz eşya sektöründen buzdolaplarında ise çevreci ve düşük enerji ile çalışan buzdolabı üretim yarışı günümüzde büyük kâr marjı olan bir alanda yer almaktadır. Beyaz eşya grupları üzerine çalışılan teknoloji, ısıtma-soğutma ve otomotiv gruplarıyla benzerlik göstermekte ve birinin ürün grubunun gelişimi ile diğer bir ürün grubunda yapılacak gelişimin önü açılmaktadır. Tez çalışma konusu dahilinde buzdolabının birim soğutma sağlamak için harcadığı enerji miktarını düşürme amaçlanmıştır. Bu amaçla buzdolabı kabin dibinde yer alan elemanlar üzerinde tasarımsal ve yapısal değişiklikler yapılmıştır. Bu amaçla ilk olarak sadece kabin dibi kapağı değiştirilerek ve hava yönlendirmeleri kullanılarak 11 farklı durum incelenmiştir. İkinci olarak ise minikanal yoğuşturucular farklı kabin dibi kapakları ve hava yönlendirmeleri ile beraber kullanılmıştır. Üç farklı minikanal yoğuşturucu kullanımı ile çeşitli kabin dibi kanatları ve hava yönlendirmeleri ile oluşturulan 6 farklı durum için sonuçlar elde edilmiştir. Minikanal yoğuşturucu kullanımı ile %5 dolaylarında enerji tasarrufunun yanında kabin dibinde orijinal kondenserin kapadığı hacmin %80 oranında düşürülmesi, malzeme tasarrufu ve toplam basınç düşüşü %50 dolaylarında azaltılmıştır. Minikanal yoğuşturucular için deneysel basınç düşüşü verileri ile literatür taramasında tespit edilen basınç düşüşü korelasyonları ve CoilDesigner programı hesapları karşılaştırılmıştır. Son olarak, tasarlanacak minikanallarda minikanal bükümü üç nokta eğme testlerinde farklı çaplarda denenmiş ve deformasyon başlangıç değeri tespit edilmiştir.

Abstract:
Over the past two hundred years, technology is increasingly growing owing to the industrial revolution. Industry revolution phenomenon shapes the future as requirement of energy needs in an intense manner. In order to provide the requirement of electrical energy, it is a common and cheap way to use a vast amount of primary natural sources, have highly carbon emission, as coal, petroleum and natural gas etc. During the last century, customer demand scale extended widely within many categories as a result of developing communication network triggers the energy consumption and natural contamination problems. One of the most common requirement categories of white goods is refrigerators, which leads to innovate more efficient and environmental friendly ones have higher margin of profit. Innovating technology of white goods products effect HVAC and automotive industry in an efficient way. In the scope of this experimentally based study, decreasing of the energy consumption of a refrigerator by evaluating the machine room was aimed. Effects of the components located in the machine room, namely machine room back wall, condenser and condenser fan, were evaluated and alternative designs were investigated. In the first part of this study, totally 11 alternative machine room back wall designs including the current one were evaluated. In the second part of the study, totally 6 alternative machine room back wall designs including three different minichannel condensers were investigated. By using a minichannel condenser, energy saving of ~5% with ~80% volume saving and ~50% less refrigerant-side pressure drop was obtained compared to the current configuration. In the third part of the study, experimental and theoretical refrigerant-side pressure drops for a minichannel were compared. In the last part of the study, three point bending tests were performed to find out the minimum bending radius of the given minichannel profiles.