Bireysel iklimlendirme sistemlerinde taze hava kullanılmasının performans parametrelerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of fresh air supply on the performance parameters of decentralized air conditioners
Yazar: ADEM AKSOY
Danışman: PROF. DR. HASAN A. HEPERKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışması; gereksinim analizleri ve kavram geliştirme, analiz çalışmaları, tasarım çalışmaları olmak üzere üç ana başlıkta toplanabilmektedir.Gereksinim analizleri ve kavram geliştirme çalışması sürecinde; patent araştırması, literatür araştırması, pazar araştırması ve analiz, benchmark faaliyetleri, problemin teknik olarak incelenmesi çalışmaları yapılmıştır. Patent araştırmasında taze havalı klima sistemleri için alınmış patentler incelenerek bu patentlerdeki tasarımlar çeşitli yönlerden olumlu ve olumsuz özellikleriyle incelenmiştir. Literatür araştırmasında, taze havalı sistemi Fluent yazılımı kullanarak simüle edebilmek için oluşturulmuş olan modelde kullanılacak geometri, sınır şartı gibi parametreler araştırılmış ve yöntem belirlenmiştir. Pazar araştırması ve analiz çalışmasında piyasada hangi ürünlerin mevcut olduğu ve nasıl özelliklere sahip oldukları incelenmiştir. Benchmark faaliyetleri sürecinde, benchmark çalışması için test edilecek üründe taze hava debisi ölçülmüş ve taze havalı sistemin cihaz kapasitesini nasıl etkilediği tespit edilmiştir. Problemin teknik olarak incelenmesi çalışmasında ise tasarlanacak cihazın sahip olması gereken elemanlar belirlenmiş ve oluşacak basınç kaybını karşılayacak fan tipi ve kanal tasarımı teorik olarak belirlenmiştir.Analiz çalışmaları sürecinde; iç ünite HAD analizi çalışmaları sonucu basınç ve hız dağılımının belirlenmesi, basınç ve hız dağılımları sonuçlarına göre iç ünite bağlantı noktasının belirlenmesi ve tüm sistem analizi çalışmaları yapılmıştır. İç ünite HAD analizi çalışmaları sonucu basınç ve hız dağılımının belirlenmesi çalışmasında, üzerinde çalışılan cihazın, debisinin ölçülerek Fluent programından elde edilen sonuçla kıyaslanması/doğrulanması yapılmıştır. Basınç ve hız dağılımları sonuçlarına göre iç ünite bağlantı noktasının belirlenmesi ve tüm sistem analizi çalışmasında ise taze hava kanalının iç üniteye bağlantı noktasının Fluent programı analizleriyle belirlenmesi çalışması ve kanal ağzı konumlandırmasına göre seçilebilecek fanın da modele eklenmesiyle tüm sistemin Fluent yazılımı kullanılarak analizi yapılmıştır.Tasarım çalışmasında ise yapısal açıdan iç ünite bağlantı noktasının belirlenmesi çalışması yapılmıştır. İç ortama iletilen taze havanın iç ünitenin değişik kısımlarından verilmesiyle oluşan iç ünite çıkışındaki hava debisi ve kapasite değişimlerinin testi yapılmıştır. Fluent analizleriyle elde edilmiş olan hava debisi ve basınç düşümü sonuçlarıyla testlerin karşılaştırılması/doğrulanması yapılmıştır.

Abstract:
This thesis consists of three main sections, namely, requirement analyses and concept development, analysis studies and design studies.Requirement analyses and concept development included activities on patent research, literature research, market research and analysis, benchmarking and technical analysis of the problem. Several patents for air conditioning systems were surveyed and their design details were studied to establish their advantages, weaknesses and properties that require improvement. The literature research concentrated on the simulation of systems with fresh air, preferably using Fluent Software Package; the parameters related to geometry and boundary conditions which could be used for our model design were studied and the method to be exploited was determined. The market research and analysis studies focused on similar products available in the market to pick up features that could be adapted to our design. During the benchmark activities, the flow of fresh air of the sample product was investigated and the influence of fresh air on the capacity of the device was measured. During the technical review of the problem, the necessary elements for a fresh air system were determined and the type of fan and duct design to minimize the expected pressure loss was studied theoretically.During the analysis studies, the velocity and pressure distributions of the indoor unit were assessed, first utilizing the CFD software. Then the indoor unit port design was carried out based on the results of the distribution of pressure and velocity. The whole system was analyzed at the end. The experimental measurements of the flow of the device studied were compared with the CFD results obtained from Fluent software. The indoor unit port was designed according to the results of the pressure and velocity distributions. To conclude the studies, the whole system was analyzed by adding the suitable fan to the model.In the design studies, the structural aspects of the indoor unit port were realized. The air flow distribution was tested and the change in the capacity related to the fresh air transfer to the indoor unit was assessed changing inlet conditions and position. Finally, the results of the air flow and pressure loss obtained from Fluent analyses were compared with the tests.