Search

Дипломний проект першого (бакалаврського) рівня вищої освіти на тему: «Холодильна установка для зберігання овочів у м. Черкаси»: пояснювальна записка на 86 с., 22 рис., 14 табл., 35 бібліографічних найменувань; 2 дод.; креслень – 2 арк. ф. А1. і 2 арк. ф. А2. Мета проекту – створення оптимальних умов зберігання овочів усередині холодильної камери в теплий та холодний період року за рахунок встановлення теплотехнологічного та санітарно-технічного обладнання. Використані методики теплових, конструктивних та гідравлічних розрахунків теплотехнологічного та санітарно-технічного обладнання. Наведені результати розрахунків сумарних теплопритоків у режимах охолодження та зберігання, що включають надходжень теплоти через зовнішні огородженнями холодильної камери у теплий період року, від продукції та контейнерів, експлуатаційний тепловий потік, і т. ін. За результатами розрахунків теплового навантаження вибране основне та допоміжне обладнання системи холодопостачання, що включає випарник, компресори, конденсатор, бризкальний басейн, і т. ін. , на основі теплових розрахунків вибрані охолоджуючі батареї. За допомогою гідравлічного розрахунку підібрані трубопроводи холодоагенту. Визначено, що в охолоджуючих батареях оребрені труби мають в 2 - 3 рази меншу довжину, на відміну від гладких, оскільки необхідна площа теплопередачі компенсується оребренням, тоді зменшується металоємність та об’ємна ємність за холодоагентом. Наведені заходи з охорони праці. На кресленнях наведені технологічна схема холодильної установки, розташування обладнання цієї системи та будова аміачного випарника затопленого типу. Diploma project of the first (Bachelor) level of higher education on the theme: "Refrigeration system for vegetable storage in Cherkasy": explanatory note for 86 pages, 22 figures, 14 tables, 35 bibliographic names; 2 app.; drawings - 2 arches f. A1. and 2 arches f. A2. The purpose of the project is to create optimal conditions for storing vegetables inside the refrigerator in the warm and cold season by installing heat engineering and sanitary equipment. Used methods of thermal, structural and hydraulic calculations of heat engineering and sanitary equipment. The results of calculations of total heat inflows in cooling and storage modes, including heat inflows through external enclosures of the refrigerator during the warm period of the year, from products and containers, operational heat flow, etc. As a results of the calculations of heat load, the main and auxiliary equipment of the refrigeration system are selected, which includes an evaporator, compressors, condenser, spray pool, etc., cooling batteries are selected on the basics of thermal calculations. With the help of hydraulic calculation the refrigerant pipelines are selected. It is determined that in cooling batteries finned pipes have 2 - 3 times less length, in contrast to smooth ones, because the required heat transfer area is compensated by finning, then the metal capacity and volume capacity of the refrigerant is reduced. The following are measures of labor protection. The diagrams show the tecnological schemes of the refrigeration system, placement of equipment of this system and structure of the flooded ammonia evaporator. Дипломный проект первого (бакалаврской) уровня высшего образования на тему: «Холодильная установка для хранения овощей в г. Черкассы»: объяснительная записка на 86 с., 22 рис., 14 табл., 35 библиографических наименований; 2 прилож.; чертежей - 2 л. ф. А1. и 2 л. ф. А2. Цель проекта - создание оптимальных условий хранения овощей внутри холодильной камеры в теплый и холодный период года за счет установки теплотехнического и санитарнотехнического оборудования. Использованные методики тепловых, конструктивных и гидравлических расчетов теплотехнического и санитарно-технического оборудования. Приведенные результаты расчетов суммарных теплопритоков в режимах охлаждения и хранения, включающие поступление теплоты через наружные ограждения холодильной камеры в теплый период года, от продукции и контейнеров, эксплуатационный тепловой поток, и т. д. По результатам расчетов тепловой нагрузки подобрано основное и вспомогательное оборудование системы холодоснабжения, включающее испаритель, компрессор, конденсатор, брызгальный бассейн, и т.д. На основе тепловых расчетов выбраны охлаждающие батареи. С помощью гидравлического расчета подобраны трубопроводы хладагента. Определено, что в охлаждающих батареях оребренные трубы имеют в 2 - 3 раза меньшую длину, в отличие от гладких, так как необходимая площадь теплопередачи компенсируется оребрением, тогда уменьшается металлоемкость и объемная емкость по хладагенту. Приведенные мероприятия по охране труда. На чертежах приведены технологическая схема холодильной установки, расположение оборудования этой системы и строение аммиачного испарителя затопленного типа.

Soğutma çevriminin bir uygulaması olan buzdolaplarında soğutma çok değişkenli etkenlere bağlıdır. Bu etkenler çevresel faktörlerle alakalı olduğu kadar soğutma çevrimi elemanları ve bunların tasarımı ile de doğrudan ilgilidir. Sistem tasarımı yapılırken çevrim elemanlarının sistem üzerindeki etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Her bir eleman için uygun olmayan tasarım ya soğutmanın yetersiz olmasına, ya da ihtiyaçtan daha fazla soğutma kapasitesi nedeniyle kaynak israfına ve maliyet artışına neden olur. Bu nedenle her bir soğutma elemanının sistemin soğutma performansına ve maliyete etkisi belirlenmeli ve optimum bir tasarım tespit edilmelidir. Bu doğrultuda bu doktora tez çalışmasında buzdolabı soğutma bileşenlerinin ana elemanlarından olan kondanserlerin sistem performansına etkileri incelenmiş, yeni kondanser tasarımları geliştirilmiş ve bu tasarımların performansları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Tezin ilk bölümü soğutmanın tarihçesi ve günümüze kadar olan gelişimi hakkında bilgi verilmiştir. İkinci bölümde günümüz buzdolaplarının büyük bir kısmında kullanılan buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi ile ilgili bilgiler verilmiş ve ideal ve gerçek çevrimler arasındaki farklardan bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde soğutma çevrimi ve sistemi bileşenleri tanıtılmış ve farklı soğutma sistemlerinde kullanılan kompresör, genleşme valfi/kılcal boru, buharlaştırıcı ve bu tez çalışmasının konusu olması itibarıyla da bilhassa kondanser tipleri tanıtılmıştır. Dördüncü bölümde ise buzdolaplarında yer alan bileşenler hakkında bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde soğutma bölmelerine, her birimdeki bölme sayısına, bölmelerin dağılımına, soğutma hattı tasarımına, soğutma teknolojisine ve soğutma kontrolüne göre farklılıklar içeren soğutucu cihaz tipleri tanıtılmıştır. Altıncı bölümde tezde ele alınan BM36 tip ankastre buzdolabı, bu buzdolabında kullanılan kondanser tipleri ve kondanserin yer aldığı agregat bölmesi hakkında bilgiler verilmiştir. Bölüm yedi literatür araştırmasını ve literatürde konu ile ilgili yer alan patentleri içermektedir. Sekizinci bölümde bu tez çalışması kapsamında tasarlanan kondanserler ve üretim yöntemleri, kondanserin performans testlerinde kullanılan test yöntemleri ve süreçleri hakkında bilgi verilmiştir. Bu bölümde ayrıca kondanser muhafazası içerisinde ve kondanser boruları etrafındaki akış ve ısı transferine ait yönetici denklemler verilmiştir. Tezin son bölümü olan dokuzuncu bölümde ise çalışmada ele alınan kondanser tipleri için performans test sonuçları ve simülasyon sonuçları verilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuçlar bu tez çalışması kapsamında tasarlanan wot kondanserler ile coil kondansere ve mevcut wot kondansere göre daha iyi soğutma performansları elde edilebileceğini göstermiştir. Sonuçlar wot kondanser de kullanılan tel sayısı arttırılarak soğutma performansında önemli artışlar elde edilebileceğini göstermektedir. Coil kondansere göre üretim yönteminin kolaylığı, yaygınlığı ve soğutma performansının boru boyunda artırım yerine nispeten ucuz tel sayısında artış ile iyileştirilebilmesi neticesinde önerilen wot kondanser maliyet açısından da avantaja sahiptir. Tasarlanan wot kondanserlerin ayrıca hava fanının kondansere dik akış sağlayacak şekilde konumlandırılması ile mevcut yerleşime göre daha iyi soğutma performansı sağlayacağı değerlendirilmektedir. Dolayısıyla bu konuda yapılacak çalışmalar bu tez aracılığı ile elde edilen bilgi düzeyini bir basamak daha ileri taşıyacaktır. Cooling process in refrigerators, which is an application of cooling cycle, is dependent on multi-variable factors. These factors are directly related to the components in the cooling cycle and design of these components as well as environmental factors. When designing a system, effects of the cycle components on the system should be considered. An unsuitable design of any component causes insufficient cooling, or a waste of resources and an increase in cost due to the redundant cooling capacities. Therefore, the effects of each component on cooling performance and cost must be specified, and an optimum design must be determined. In this PhD thesis, the effects of condensers on system performance are investigated, the novel condenser designs are developed, and the performances of these newly developed condensers are studied experimentally and numerically. In the first chapter of the thesis, history of cooling and developments in cooling are introduced. In the second chapter, vapor-compression cooling cycle used in today’s refrigerators and differences between ideal and real cycles are introduced. The third chapter is on components in cooling cycles and systems: compressors, expansion valves/capillary tubes, evaporators and condensers. The fourth chapter is devoted to the components in refrigerators. In fifth chapter, cooling device types classified according to the cooling compartments, the number of compartments in each unit, distribution of compartments, design of cooling line, cooling technology, and cooling control are introduced. In the sixth chapter, the BM36 type built-in refrigerators considered in this thesis study, condenser types used in these refrigerators, and agregat compartment where condenser is placed are introduced. The seventh chapter is devoted to the studies and patents in the literature. In the eight chapter, condensers designed in this study, production methods of them, and the test methods and processes used in the condenser performance tests are introduced. This chapter also contains governing equations of flow and heat transfer in the cavity between condenser housing and tubes. In the last chapter, the results of performance tests and computational simulations are given and discussed. The results obtained in this study show that the wot condensers designed in this study produce higher cooling performances when they are compared to coil and present wot condensers. The results also show that cooling performance can be increased significantly by increasing the number of wires on tubes of condenser. The proposed wot condensers also have cost advantage due to the production simplicity with respect to coil condensers, due to being a more common condenser type, and due to the possibility of cooling performance enhancement by relatively cheaper method of adding extra wires instead of increasing the tube length. Moreover, the wot condensers designed in this study are expected to produce higher cooling performance when it is placed perpendicular to the air flow. Therefore, the future studies on this subject are expected to promote the knowledge level to a higher level.

Bu tez çalışmasında, ticari bir ev tipi buzdolabı kondenserinin, ısıl performansı incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, buzdolabı kondenserinin, kullanıcı şartlarındaki performansının, sayısal modelleme ile gerçeklenmesidir. Sayısal çalışmada, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) bilgisayar programı olan ANSYS 14 kullanılmıştır. Paket program yardımıyla, temel akış ve enerji denklemleri sürekli rejimde, 3 boyutlu ve türbülanslı olarak çözülmüştür. Modelde dış akış incelenmiş ve türbülans modeli olarak seçilmiştir.HAD modellemesi iki kademede çalışılmıştır. Öncelikli olarak fan hareketi ile kondenser üzerine gönderilecek döner akış profili bulunmuştur. Bu bulgu, gerçekleme için kritik bir değer taşımaktadır. Her iki kademede de akışkan olarak hava kullanılırken, modellemede kullanılan sınır koşulu değerleri, üretici firmada yapılan deneysel veriler ile elde edilmiştir. Modellemenin her iki kademesinde de, fan koruması olarak görev yapan ve kondenser bölgesini kapatan, koruma kapağı hesaba katılmıştır. HAD modellemesinin ikinci kademesinde, kondenserden havaya olan ısı transferi üzerinde durulmuştur. Bu kademede, yine kompresör de modele dahil edilip, kullanıcı şartlarının simüle edilmesine çalışılmıştır. Sayısal modelleme çalışmasında, toplam ısı transferi, sıcaklık dağılımları, hız ve basınç dağılımları ve akım çizgileri detaylı olarak incelenmiştir. İlave olarak kondenserdeki ısı transferi için teorik hesaplama yapılmış ve sayısal model sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, HAD çalışmasının, gerçek kullanıcı şartlarındaki kondenser performansını simüle etmesi sağlanabilmiştir. Gerçekleştirilen sayısal modelleme ile tropikal iklim şartları için kondenser alanında, kondenser üzerinden 190,9388 (W) ısının havaya transfer edildiği görülmüştür. Teorik hesaplama sonucu olarak da soğutma çevriminin toplam ısı kazancı 198,318 (W) olarak hesaplanmıştır. In this study, the thermal performance of a condenser of commercial household refrigerator was investigated. One of the main objectives of the study is to analyze the performance of the condenser via numerical solution under the operating conditions in service. ANSYS14 a finite element package program of computational fluid mechanics (CFD) was used for the numerical analysis. The fundamental fluid and energy equations were solved at the steady state, three-dimensional and turbulence conditions with the help of finite element package program. External flow was taken into consideration for the system with the turbulence model. The CFD model was designed to comprise of in two stages. Rotational flow gradient directed to the condenser by the fan motion was determined at the beginning. This evaluation is a critical process in terms of the comparison with the experimental results. While air was used as the working fluid for both stages, boundary conditions in the numerical solution were obtained from the experiments conducted in the manufacturer factory. A protective lid covering the condenser surface and operating as a fan protector was taken into consideration for both stages of the numerical solution. Heat transfer from the condenser to air was examined in the second stage of the (CFD) solution. In this stage, the compressor was included in the model in order to get accurate simulation of the operation conditions in real life situation. In the numerical analysis, total amount of heat transfer, temperature, pressure and velocity gradients and streamlines were studied in detail. In addition the theoretical calculation was compared with the results obtained from the numerical solutions. As a result of the numerical studies, an operational simulation of the condenser performance in service conditions was made possible. Moreover, 190,9388 (W) heat transfer into the air from the condenser was seen in the condenser area via numerical model under tropical climate conditions. As a result of the theoretical calculation, it is found that the gain of refrigeration cycle is 198,318 (W). 108

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Bu çalışmada, ev tipi iki kapılı kar yapmayan tip buzdolaplarının enerji tüketimi parametrik bir çalışma aracılığıyla incelenmiştir. Buzdolabı enerji tüketimine etki eden parametreler olarak buharlaştırıcı üzerinden geçirilen hava debisi ve buharlaştırıcı sıcaklığı belirlenmiştir. Bu parametrelerin buzdolabı çalışma oranı (kompresör çalışma süresinin, bir döngü süresine oranı) üzerindeki etkisi deneysel bir çalışma ile incelenmiştir. Ayrıca, kurulan teorik modelde bu parametrelerin çalışma oranı üzerindeki etkileri ile beraber buzdolabı enerji tüketimine olan etkileri de belirlenmiştir. Deneysel sonuçlar ile model sonuçları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş ve buzdolabının daha verimli çalışmasının sağlanması için parametrelerin nasıl seçilmesi gerektiği belirlenmiştir., In this study, energy consumption of domestic 2-door no-frost refrigerators is investigated through a parametric study. The air flow rate blown through the evaporator and evaporator temperature are chosen as the parameters affecting on refrigerator energy consumption. The effect of these parameters on the refrigerator run-time ratio (ratio of compressor running time to total cycle time) is studied using an experimental set-up. Also, the effect of these parameters on the refrigerator energy consumption along with the refrigerator run time ratio is inspected utilizing a theoretical model. The experimental results and the results obtained from the model are evaluated comperatively, and the the optimal choice of parameters has been determined by means of energy efficiency., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2010, Bu tez çalışması kapsamında, tek kapılı evsel bir soğutucunun, mevcut durumdaki, soğutucu akışkan kütle dağılımının belirlenmesi amacıyla bir deney düzeneği kurulmuştur. Kurulan deney düzeneğinde, soğutma sistemi, soğutma bileşenlerinin giriş ve çıkışlarına konumlandırılan vanalar aracılığıyla kontrol hacimlerine ayrılmıştır. Belirli anlarda, vanalar kapatılarak soğutucu akışkan ilgili kontrol hacmine hapsedilmekte ve daha sonra bir tank içerisinde kızgın buhar fazında genleşmesi sağlanılarak genleşme sonundaki termodinamik özeliklerin kullanılmasıyla ilgili soğutma bileşenine ait soğutucu akışkan miktarı tespit edilmektedir. Bu işlemin sürekli olarak yapılması sonucunda bir soğutma çevrimi periyodu boyunca soğutucu akışkan kütle dağılımı elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kompresörün çalışmaya başlamasıyla buharlaştırıcıdaki soğutucu akışkan kütlesi sisteme dağıtılmakta ve bunun sonucunda diğer soğutma elemanlarının soğutucu akışkan miktarında artış meydana gelmektedir. Kompresörün enerjisinin kesilmesiyle birlikte yüksek basınçtaki yoğuşturucu, filtre gibi bileşenlerde bulunan soğutucu akışkan kütlesi buharlaştırıcıda toplanmaktadır. Deneysel olarak soğutucu akışkan kütle dağılımının elde edilmesi, sağlam deney altyapısı ve fazla iş yükü gerektirmektedir. Ayrıca oldukça zaman alıcıdır. Bu sebeplerden dolayı, farklı dış ortam sıcaklığı şartlarının, soğutucunun soğutucu akışkan kütle dağılımına olan etkisi ile ilgili çalışmalar literatürde pek fazla yer almamaktadır. Gerçekleştirilen bu tez çalışmasının özgün yanı, farklı ortam sıcaklıklarının, soğutucu çalışma karakteristiğinde neden olduğu değişimlerin incelenerek, soğutucu akışkan kütle dağılımına olan etkilerinin ortaya çıkarılmasıdır. 3 farklı ortam sıcaklığında gerçekleştirilen deneylerde aynı ortalama kabin iç sıcaklığı ve toplam soğutucu akışkan miktarı kullanılmıştır. Her bir ortam sıcaklığı deneyinde bir soğutma çevriminin soğutucu akışkan dağılımını yansıtabilecek sayıda ölçüm noktası alınarak elde edilen sonuçlar incelenmiştir., In this thesis, an experimental setup was established in order to determine refrigerant mass charge distribution of a single-door type domestic freezer. In the experimental setup, refrigeration system is divided to control volumes with using valves which are placed at refrigeration components’ inlet and exit. Refrigerant is imprisoned to a control volume by closing valves at a cycle moment and then expansion process of refrigerant is carried in a tank with reaching superheated vapor state at the end of the expansion process. After the collection of charge in a tank, refrigerant mass charge amount is calculated by the use of thermodynamic properties at the end of expansion process. As a result of this process be performed continuously, refrigerant mass charge distribution was obtained. According to results obtained, the start of compressor operation leads to a decrease in the amount of evaporator charge and an increase in the other components charge. The refrigerant mass charge of components at high pressure like condenser, drier moves to evaporator with compressor shut down. The experimental determination of refrigerant mass charge distribution process requires a strong experimental infrastructure and very much effort. Due to these reasons, studies about the effect of different ambient temperatures on refrigerant charge distribution don’t take place more in literature. The distinctive part of this thesis is to emerge the effects of changing ambient temperature on refrigerant mass charge distribution by examine variations of refrigerator operation characteristic caused with changing issue. Experiments were carried out with the same average cabinet temperature and total amount of refrigerant mass charge at three different ambient temperatures. In each ambient temperature experiment, results are investigated by taking enough measurement points which may reflect the refrigerant mass charge distribution in refrigeration cycle period., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu çalışmada R600a ile yapılan deneylerle sistem çalışma şartlarını daha iyi anlaşılmasını sağlamak amacıyla sistem elemanlarındaki şarj dağılımı ve çeşitli parametrik değişimlerin bu dağılıma etkileri incelenmiştir. Bu amaçla iki farklı deney düzeneği kurulmuştur; ilk deney düzeneği yük hücreleri ile ısı değiştiricilerin sürekli tartılması prensibine dayanmaktadır. İkinci düzenek ise soğuma sistemi elemanlarında şarjın çevrimin belli bir anında vanalar yardımıyla birbirinden ayrılarak büyük bir tanka genişletilmesi ile aşırı kızmış şartlara geçmesi ve sıcaklık, basınç değerleri yardımıyla yoğunluğunun hesap edilmesi prensibine dayanmaktadır. Bu deney düzenekleri ile sürekli çalışma ve çevrimsel çalışma durumlarındaki şarj dağılımları yanı sıra toplam şarj miktarı, değişken kapasiteli kompresör kullanımı ve çevrim süresi değişimlerinin soğutma sistemi elemanlarında biriken şarj miktarı tespit edilmiştir. Farklı toplam şarj miktarı ile yapılan deneysel çalışmalar eleman bazında incelendiğinde en önemli değişimin buharlaştırıcı şarj miktarlarında olduğu görülmektedir. Bu sonuçlardan sistemin çalışması için yeterli belli bir şarj değerinin üstünden yapılan değişikliklerin direk olarak buharlaştırıcı doluluk oranı üstünde etkili olduğu diğer elemanların belirli bir denge içinde çalışmaya devam ettikleri görülmektedir. Isı değiştirici hesaplamalarından seçilen boşluk oranı korelasyonu kararlı halde soğutma sistemi performansını hesaplandığı bir soğutma sistemi modelinde sistem elemanlarındaki şarj miktarının hesaplanması için kullanılmıştır. Deney sisteminden telli borulu ısı değiştiricili bir derin dondurucu için ölçülen değerler kararlı hal modeli sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma vana deney düzeneği için olan ölçümlerin model sonuçları ile uyumlu olduğu, yük hücresi deney düzeneği ile buharlaştırıcıda şarj miktarını daha yüksek ölçüldüğü görülmektedir., In this study, for better understanding of system working conditions, the charge distribution at the system components and effects of different parameters to this distribution is investigated with R600a refrigerant. Two experimental setups are prepared for this purpose; first one is extended version of balance system in literature with replacing balance with load cells that have a higher precision. Second setup is based on principle of expanding the refrigerant, closed in components by quick closing valves at a specified moment of the cycle. The refrigerant distribution is measured under steady state and cyclic working conditions, and effect of parameters like total charge value, use of variable capacity compressor and different cycle times with these setups. The most important parameter for two-phase charge calculations is void fraction value and assumptions for void fraction correlation. The distributed charge amount is calculated for experimental working conditions and literature void fraction correlations. The void fraction correlation chosen from heat exchanger calculations is used for charge predictions in a steay state model that calculates the system performance values. The model result gives good agreement with the valve experiment setup; the evaporator charge is seemed to over measured by load cell setup.A dynamic thermal model is prepared for investigating cyclic working conditions and charge distribution. The model has a solution based on flow regimes for heat exchangers and empiric correlations for compressor and capillary tube. The solution set gives enough precision and speed compared to fully distributed heat exchanger and theoretical compressor and capillary tube solutions., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Enerji Enstitüsü, 2009, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Energy Institute, 2009, Son yıllarda kullanımı artan karlanmanın otomatik olarak giderildiği buzdolaplarında karlanma olayı, buzdolabı kabin havasında bulunan nemin buharlaştırıcı yüzeylerinde yoğuşması ve zamanla artarak bir kar tabakası haline gelmesiyle gerçekleşmektedir. Buzdolabı buharlaştırıcısında meydana gelen bu karlanma olayı bir çok nedenden dolayı sistemin performansını kötü yönde etkilemekte, sistemden uzaklaştırılmadığı takdirde, soğutmanın gerçekleşmesini engellemektedir. Bu durumda, sistemin performans katsayısı azaldığı gibi enerji tüketim değerleri de büyük ölçüde artmaktadır. Diğer yandan, evsel buzdolaplarında genellikle kullanılan elektrikli ısıtıcılar kar çözdürme işlemini her ne kadar başarı ile gerçekleştirse de, buzdolabında ek bir enerji tüketimine sebep olmaktadır. Bu durumda, elektrikli ısıtıcıların sistemden çıkarılması ve yerlerine kullanılabilecek alternatif kar çözdürme yöntemlerinin uygulanması büyük önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasında, buzdolabı mevcut kar çözdürme mekanizmalarının yerine kullanılabilecek alternatif kar çözdürme uygulamaları ile kar çözdürmeden kaynaklanan enerji tüketiminin azaltılabilirliğinin irdelenmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç ile gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında üç farklı kar çözdürme yöntemi üzerine deney düzenekleri kurulmuştur. Kurulan deney düzeneklerinde gerçekleştirilen çalışmalarda, yöntemlerin uygulanabilirlikleri ve üstünlükleri yanısıra enerji tüketimini azaltmaya sağlayacakları katkıları da belirlenmeye çalışılmıştır. Alternatif sıcak gaz ile kar çözdürme yöntemi için üç farklı prototip oluşturulmuş ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Kar çözdürme süreleri ele alınarak, orijinal durum ile karşılaştıma yapılmıştır. Sıcak sıvı ile kar çözdürme yöntemi üzerine kurulan deney düzeneğinde, ısıl kütleyi oluşturan sıvının sıcaklığı ve miktarı ile kar çözdürmeyi sonlandırma sıcaklığının farklı değerleri deneylerle irdelenmiştir. Gerçekleştirilen analizler neticesinde; ısıl kütle sıcaklığının ve miktarının arttırılmasının, kar çözdürme süresinin kısalmasında ve enerji tüketiminin azalmasında etken olduğu ortaya konmuştur. Ters akışlı soğutma çevrimi ile kar çözdürme yöntemi üzerine kurulan deney düzeneği üzerinde gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda, ters akışlı soğutma sırasında kullanılan solenoid valfin açıklığının sisteme etkisi farklı yönleriyle irdelenerek ortaya konmuştur. Deneysel çalışmalar sonucunda, ters akışlı soğutma çevriminde sistemin ısıtma performansı hakkında bilgi sahibi olabilmek amacıyla ısıtma etkinlik katsayısı, prosesin başlatılmasından itibaren beş dakikalık aralıklarla belirlenmiştir., Frosting phenomena on the eveporator in no-frost refrigerators which have been widely used recently, is due to condensation of humidity in the refrigerator cabinets air on evaporator surfaces resulting a frost layer. As a result of many reasons, frosting phenomena occuring on the evaporator of refrigerator has unfavorable effects on the performance of the system and unless eliminated from the system, it prevents cooling. In such a situation performance of the system decreases as energy consumption increases substantially. On the other hand, although electrical heaters used in domestic refrigerators achieve successful defrosting, they cost an additional energy consumption. For this reason, it is important to replace electrical heaters with alternative defrosting methods. The aim of this thesis is to consider alternative defrost methods which may be used in place of already existing ones and to investigate the possibility of limiting energy consumption resulting from defrost process. For this purpose, experimental setups regarding 3 different defrost methods were established. Studies have been carried out on these experimental setups in order to determine their applicability and advantages of the methods as well as their contribution to limit the energy consumption. For the hot-gas defrost method, three different prototypes were formed and experiments were carried out. Regarding the defrosting times, comparisons with the original electrical-heater defrost method have been done. On the experimental setup of warm liquid defrost method, temperature and volume of the thermal mass and termination temperature of the defrost were differentiated and investigated with experiments. As a result of the analysis, it has been proved that differentiating of temperature and volume of the thermal mass causes to shorten the defrosting time by minimizing the energy consumption. At the experiments with the experimental setup of reverse-cycle defrost method, the effect of the degree of opening of the manual expansion valve to the system was examined with different ways. Finally, the coefficients of the performance for heating process were determined by the aid of the results of measurements for 5 minutes interval with the start of defrosting until its termination., Yüksek Lisans, M.Sc.

oz EV TİPİ BUZDOLAPLARININ PERFORMANS İYİLEŞTİRİMİ BAYER, Özgür Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Töneticisi: Prof. Dr. Rüknettin OSKAY Ağustos 2002, 144 sayfa Bu çalışma, kullanıcı tarafından belirlenen soğuk-oda ve oda sıcaklıkları arasında çalışan gerçek bir buzdolabının buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimini tasarlayabilen ve sabit durum çalışma karakterlerinin benzeşimini gerçekleştirebilen, kullanıcıya dost, önceden tasarlanmış bir bilgisayar programını geliştirmeyi hedeflemektedir. Bunun için, kullanıcıya çevrimin herbir parçasını tek başına tasarlama imkanı vermek için herbir parça ayrı olarak modellendi ve bu modeller kararlı durum sistem benzeşimini oluşturabilmek için birleştirildi. Normal ve tropik tasarım koşullan olan 298 K ve 313 K oda sıcaklıklarında örnek bir tasarım gerçekleştirildi Sistem tasarımından sonra tasarım koşullan dışı için sabit durum benzeşimi gerçekleştirilebilir. Program, ek olarak tersinmezlik analizi, değişken hızlı kompresör tasarımı gibi uygulamaları da kapsar.Ayrıca, önceden belirlenen sıcaklık ve/veya basınç değerlerinde soğutucu akışkan R-134a'nın termodinamik ve fiziksel özelliklerinin hesaplanabildiği denklemler oluşturuldu. Anahtar Kelimeler: Soğutma, R-134a, modelleme, kararlı durum sistem benzeşimi, tersinmezlik, değişken-hızlı. VI ABSTRACT PERFORMANCE IMPROVEMENT OF HOUSEHOLD REFRIGERATORS BAYER, Özgür M. S., Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Rüknettin OSKAY August 2002, 144 pages This study aims to improve and develop a pre-designed, user-friendly computer program to simulate the steady-state operation characteristic of an actual vapor compression refrigeration cycle for household refrigerator, which is working between user-specified cold room and ambient air temperatures. In order to perform this task properly, the components of the cycle are modeled separately to enable the user to design them individually and all these models have been combined into a steady-state system simulator. Sample design has been performed for normal and tropical design conditions of 298 K and 313 K room air temperature respectively. After designing the system, steady-state simulation at off-design conditions can be performed. The program can also cover additional applications such as irreversibility analysis and variable speed compressor design. mThermodynamic and physical properties of the refrigerant R-134a have also been modeled and equations have been generated to be able to determine refrigerant property values at pre-determined temperature and/or pressure. Keywords: Refrigeration, R-134a, modeling, steady-state system simulation, irreversibility, variable-speed. IV 144

ÖZET DEĞİŞKEN SIĞALI KOMPRESÖRLÜ BUZDOLABININ ÇALIŞMA ORANININ UYARLAMR BULANIK DENETİMİ Yiyeceklerin uzun süreli saklanması yada kısa süreli korunması amaçlı kullanılan buzdolabı sistemleri, içeride bulunan ısıl enerjinin dışarıya atılmasını sağlayan bir mekanizmayla donatılmıştır. Bu mekanizmanın en önemli öğesi kompresörlerdir. Sabit sığalı bir kompresör ile yeni bir soğutma sistemi tasarımlandığında seçilen kompresörün gücü, en kötü çalışma koşullarında gerekli en küçük soğutma gücünü sağlamak amaçlı seçilir. Bu nedenle en kötü çalışma koşullan için seçilen soğutma sığası, normal çalışma koşullarında çok yüksek kalır. Bunun sonucu olarak düşük bir oranda çalışan kompresör verimsiz bölgede çalışır. Fakat değişken sığalı bir kompresör kullanılarak sistemin gerek duyduğu sığaya göre kompresör sığası ayarlanabilir ve kompresör en verimli bölgede çalıştırılabilir. Klasik kontrol yöntemlerini kullanarak doğrusal olmayan buzdolabını kontrol etmek zordur, çünkü sistem parametreleri içerilen ısıl süreçlerden dolayı zamana bağlı olarak değişmektedir. Bu tür sistemlerde uzman bilgisi ve gevşek tanımlanmış bazı sistem karakteristiklerini içeren bulanık mantık denetleyicileri kullanılabilir. Bu tez çalışmasında, değişken sığalı kompresörlü klasik bir buzdolabının bulanık mantık denetim yöntemi ile verimli ve de enerji tasarrufu sağlayacak şekilde denetlenmesi amaçlanmıştır. IV ABSTRACT ADAPTIVE FUZZY RUN-TIME CONTROL OF A REFRIGERATOR WITH VARIABLE CAPACITY COMPRESSOR Refrigeration systems, which are designed to store and preserve food, are equipped with a mechanism that takes thermal energy out from the internal ambient and keeps the low temperature inside the refrigerator within defined limits. The most important component of these systems is the compressor. When designing a new refrigeration system using Fixed Capacity Compressors (FCC) the compressor size is selected to achieve cooling capacity based on the maximum demand at the highest ambient temperature the refrigerator can work at. The consequence is that the compressor delivers high cooling capacity, selected to overcome the worst condition, and needs to be cycled on and off, when normal conditions are achieved. The results are duty cycles with `on times` typically from 30 to 50% and consequent low compressor efficiency during the running period. However, by using Variable Capacity Compressors (VCC), the cooling capacity can be adjusted according to appliance demand. To control the refrigeration system by using classical control methods is difficult since its system parameters are time varying due to involved thermal processes. Fuzzy controllers, which contain expert knowledge and some vaguely defined system characteristics, can be used in such systems. In this thesis study the aim is to achieve an efficient refrigeration control of a conventional refrigerator with a Variable Capacity Compressors (VCC) by using a fuzzy controller to reduce overall energy consumption meeting all temperature requirements. 90

öz R 134 A İLE EV TİPİ BİR BUZDOLABI İÇİN BUHAR SIKIŞTIRMALI SOĞUTMA ÇEVRİMİNİN BENZEŞİMİ MÜFTÜOĞLU, Nevin Yüksek Lisans Tezi, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Rüknettin OSKAY Temmuz 2001, 156 sayfa Bu çalışmada, kullanıcı tarafından belirlenen soğuk-oda ve oda sıcaklıkları arasında çalışan gerçek bir buzdolabının buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimini tasarlayabilen ve sabit durum çalışma karakterlerinin benzeşimini gerçekleştirebilen kullanıcıya-dost, interaktiv bir bilgisayar programı geliştirildi. Soğutma çevirimini en uygun biçimde tasarlayabilmek için, soğutma çeviriminin ana parçalan olan kompresör, yoğunlaştırırcı, kılince boru ve buharlaştırırcı, her biri ayrı olarak tasarlandı. 298 K ve 313 K oda sıcaklıklarındaki tasarım koşullarına göre örnek bir tasarım gerçekleştirildi. Sistem tasarımından sonra tasarım koşullan dışı için sabit durum benzeşimi gerçekleştirildi. Buhar sıkıştırmalı buzdolabının değişik koşullardaki çalışma karakterlerini belirleyebilmek için, beş yüksek ve beş düşük tasarım dışı oda sıcaklıklarındaki benzeşimi gerçekleştirildi, ve bu tasarım dışı oda sıcaklıklarına göre çevirim parametrelerinin değişimlerinin grafiği çizildi.Ayrıca, önceden belirlenen sıcaklık ve basınç değerlerinde soğutucu maddenin termodinamik ve fiziksel özelliklerinin hesaplanabildiği denklemler oluşturuldu. Anahtar kelimeler: Soğutma, modelleme, kararlı durum sistem benzeşimi, R 134a VI ABSTRACT SIMULATION OF VAPOR COMPRESSION REFRIGERATION CYCLE FOR A HOUSEHOLD REFRIGERATOR WITH R 134 A MÜFTÜO?LU, Nevin M. S. in Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Rüknettin OSKAY July 2001, 156 pages In this study, the user-friendly, interactive computer program has been developed to simulate the steady-state operation characteristics of an actual vapor compression refrigeration cycle for a household refrigerator working between user-specified cold-room and ambient air temperatures. To be able to design the refrigeration cycle properly, compressor, condenser, capillary tube and evaporator, which are the main components of the refrigeration cycle, has been modelled individually and all these models have been combined into a steady-state system simulator. A sample design is performed for the design conditions of 298 K and 313 K room temperature. After the design of the system, the steady-state system simulation at off-design conditions can also be performed. Its simulation at five elevated and five lowered off-design room temperatures is performed to determine the behaviour of vapor compression refrigerator at different operating conditions, and the variations of cycle parameters with respect to these off- design room temperatures are plotted. mThermodynamic and physical properties of refrigerant have also been modelled and equations have been generated to be able to determine refrigerant property values at a pre-determined temperature and pressure. Keywords: Refrigeration, modelling, steady-state system simulation, R 134a IV 156

It is very important to utilize the local energy such as the natural cold energy of snow or ice in winter season. In this paper, the author analyzed a refrigeration system in which the condensing heat is cooled by the stored ice, and the refrigerating temperature is less than 0°C, the freezing/melting temperature of water. Any stored ice, for example natural snow/ice or ice made by the refrigerator, may be used in this system. A simple thermodynamic and economic analysis confirmed that this system is useful for reducing the work and size of a refrigerating compressor. This reduction is particularly remarkable in the case of cooling by natural snow/ice. Therefore, this system is suitable for use in a cold/snowfall climatic area utilizing the local cold energy.