Soğutma sistemlerinde sistem bileşenlerinin termodinamiksel toplam performansa etkilerinin incelenmesi

Abstract

Enerji kaynaklarının hızla azalması ve buna paralel olarak enerji maliyetlerinin artması, birçok gelişmiş ülkenin ve önde gelen global şirketlerin enerji ile ilgili stratejilerini güncellemesine ve bu bağlamda yeni atılımlar ve çalışmalar yapılmasına neden olmuştur. Bu durum, bilim dünyası tarafından da yakın geçmiş içerisinde yapılan araştırmalarla ortaya konmaktadır. Özellikle Avrupa Birliği içerisinde toplumları bilinçlendirmek adına enerji verimliliğinin arttırılması ve dolayısıyla enerji tüketiminin azaltılması hedeflenerek gerek hükümetler kanalıyla gerekse bağımsız sivil toplum kuruluşlarının katılımıyla yeni birçok düzenleme ve yönerge yayımlanmaktadır. Bu gelişmeler, enerji verimliliğinin söz konusu olduğu sistemlerde yenilikçi fikirlerin, uygulamaların ve optimizasyonların geliştirilmesi gerekliliğini de beraberinde getirmiştir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında buhar sıkıştımalı bir soğutma sisteminde soğutma sistemini oluşturan temel bileşenlerin performans değerlerinin değişimi ile farklılaşan çalışma koşullarının sistem performansına etkileri tespit edilmiştir. Tez çalışması sekiz ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve çalışma sonucunda hedeflenen sonuçlar genel olarak açıklanmıştır. İkinci bölümde, konu ile ilgili olarak gerçekleştirilen literatür araştırmasını kapsamaktadır. Literatür araştırması çerçevesinde konu ile ilgili olarak herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu sebeple tez çalışmasında yer alan literatür araştırması soğutma sistemlerinin genel çalışma prensiplerini ortaya koymak üzere seçilen çalışmalardır. Üçüncü bölümde ise, buzdolaplarının çalışma prensipleri ve buzdolabını oluşturan komponentlerin kuramsal incelemeleri yer almaktadır. Dördüncü bölümde, tez çalışmasında kullanılan deney tesisatı ve devreleri detaylı olarak açıklanmıştır. Daha sonra deneylerin hazırlanma evreleri ve belirsizliklerin tespiti yapılmıştır.Beşinci bölümde, deneysel çalışmalarda sistem çalışma koşullarının değiştirilmesi amacıyla kullanılan buzdolabı komponentlerinin öngörülen toleransları ve bu toleransların komponentler üzerinde meydana getirdiği etkilerin tespitinde gerçekleştirilen teorik ve deneysel çalışmalar yer almaktadır. Altıncı bölümde sistem performansını irdelemek üzere kullanılan temel kavramlar yer almaktadır. Yedinci bölümde, deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen buharlaşma ve yoğuşma basıncının, aşırı soğuma ve aşırı kızma miktarlarının ve kompresör performansının soğutma sistemi üzerine olan etkisi Buckingham teoremi kullanılarak incelenmiştir. Buckingham teoremi kullanılarak boyutsuzlaştırılan değişkenler ile sistem performansı arasındaki ilişkinin genelleştirilebilmesi amacıyla, doğrusal en küçük kareler regresyon algoritması kullanılarak bir ampirik korelasyon modeli oluşturulmuştur. Sekizinci ve son bölümde sonuçlar değerlendirilerek öneriler sunulmuştur.