Termosifon sistemlerinde iki fazlı akımların incelenmesi

Abstract

Buzdolabı üreticileri, dünya piyasasında rekabet güçlerini koruyabilmek ve yükseltebilmek için ev tipi buzdolaplarının enerji tüketimini azaltmaya yönelik çalışmalara önem vermektedir. Bu çalışmalar doğrultusunda, buzdolabı kabinlerinin yalıtım özellikleri üzerinde yapılan iyileştirmeler sonucunda, soğutma sisteminde de önemli adımların atılması gerekliliği üzerinde durulmaktadır. CFC ve HCFC soğutucu akışkanlarının çevreye verdiği zararlarının anlaşılması ile beraber alternatif soğutma sistemlerine olan ilgi de artmıştır. Dünya genelinde birçok ülke tarafından imzalanan uluslararası anlaşmalar gereği, çevre sağlığına zararlı olan bu soğutucu akışkanlarının bazılarının kullanımı yasaklanmış, bazılarımı kullanımında sınırlamaya gidilmiş ve bir bölümünde de kulanımının sona erdirilmesi amacı ile takvimler belirlenmiştir. Bu durumda, düşük soğutma kapasitelerinde dahi yüksek performans katsayısı (COP) değerlerini koruyabilen serbest piston Stirling soğutucuları, enerji verimliliği ve helyum gazı ile çalışmasından ötürü de çevre dostu olması açısından önem taşımaktadır. Stirling soğutucularrnın buzdolaplanna uygulanması ve bu sayede yüksek verimlere ulaşılması amaçlanan çalışmalarda, buzdolabı deneyleri öncesinde Stirling soğutucularının kapasitelerinin belirlenebilmesi için soğutucular üzerinde kalorimetrik deneyler yapılmaktadır. Ayrıca bu soğutucu cihazın buzdolabı kabinine uygulanması için, soğuk ve sıcak taraflarına uygulanan değişik tipte ısı değiştirici modelleri bulunmaktadır. Bu tez çalışması dahilinde Stirling soğutucularının buzdolaplarına uygulanması ile ilgili olarak, kullanılan serbest piston Stirling soğutucusu üzerinde yapılan kalorimetrik test hakkında bilgi verilmiş ve elde edilen veriler doğrultusunda bu cihazın ısıl analizini yapan bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Ayrıca, buzdolabı kabinine uygulanması sırasında kullanılacak olan termosifon ısı transfer sistemi esasına göre çalışacak olan ısı değiştiricileri hakkında teorik inceleme gerçekleştirilmiştir. Bu inceleme kapsamında düşey bir boru şeklindeki ısı değiştiricisinde ve serbest piston Stirling soğutucusu üzerine yerleştirilecek olan dairesel kesitli ısı değiştiricisinde, yalnızca yerçekimi etkisi altındaki soğutucu akışkanın davranışı modellenmiştir.