Bir endüstriyel soğutucuda hava akışının sayısal yöntemlerle incelenmesi ve enerji tüketimine etkilerinin araştırılması
Numerical analysis of air flow in an industrial refrigeration system and its effect on energy consumption
Yazar: ALPEREN OKUR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Endüstriyel sistemler = Industrial systems ; Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Hava perdeleri = Air curtains ; Soğutucular = Coolers ; Teşhir etme = Exhibition

Özet:
Endüstriyel soğutucularda enerji verimliliğine etki eden önemli ekipmanlardan birisi hava perdeleridir. Hava perdeleri açık teşhir tipi soğutucularda, süpermarketlerde, alışveriş merkezlerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu soğutucular kapılı olanlar ile  karşılaştırıldığında enerji açısından daha az verimlidir. Bu tez kapsamında hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri yapılarak açık teşhir tipi soğutucunun hava akışının iyileştirilmesi yönünde geliştirilen geometrinin enerji performansına etkileri araştırılmıştır. Akış geometrisine sahip soğutucu ve konvansiyonel soğutucu olarak iki geometri tasarlanmıştır. Üfleme havası hızının soğutucudaki hava perdesi, kabin sıcaklığı ve soğutma yüküne etkileri araştırılmıştır. İki boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği modeli oluşturularak açık teşhir tipi soğutucuda farklı şartların soğutma yükü üzerine etkileri enerji verimliliği çerçevesinde değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre yeni tip akış geometrisi tasarımıyla verimli bir hava perdesi oluşturulmuştur.  Sıcak havanın infiltrasyon oranı azaltılarak cihaz enerji verimliliği artırılmıştır. Üfleme çıkış noktasında akış geometrisi tasarımıyla konvansiyonel cihaz ile geliştirilmiş cihaz karşılaştırıldığında cihaz kabin hava sıcaklığı 275.22 K 'den 272.45 K'e düşürülmüştür. Akış geometrisi kullanılarak konvansiyonel soğutucunun soğutma yükü %3.82 oranında azaltılarak enerji verimliliği sağlanmıştır.

Abstract:
One of the important equipment that affects energy efficiency in refrigerated display cabinets is air curtains. Air curtains are widely used in open display cabinets, supermarkets, shopping malls. These coolers are less energy efficient compared to the ones with doors. Within the scope of this thesis, the effects of the geometry developed to improve the air flow of the refrigerated display cabinets on the energy performance were investigated by performing computational fluid dynamics analysis. By designing two geometries, with/without flow structure, the effects of blowing air velocity on the air curtain in the cabin temperature and cooling load were investigated. By creating a two-dimensional computational fluid dynamics model, the effects of different conditions on the cooling load in the open display cabinets were evaluated within the framework of energy efficiency. According to the results obtained, an efficient air curtain was created with a new type of flow structure design. The energy efficiency of the device is increased by reducing the infiltration rate of hot air. The air temperature of the refrigerator was reduced from 275.22 K to 272.45 K when compared to the conventional refrigerator with the flow structure design at the blowing outlet point. By using the flow structure, the cooling load of the conventional structure was reduced by 3.82%, thus provide energy efficiency.