Alternatif akışkanlı iki kademeli soğutma sisteminin tasarımı, imali ve performans deneyleri

Abstract

ALTERNATİF AKIŞKANLI İKİ KADEMELİ SOĞUTMA SİSTEMİNİN TASARIMI, İMÂLİ VE PERFORMANS DENEYLERİ (Doktora Tezi) Tayfun MENLİK GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Şubat 2005 ÖZET -90 °C'ye kadar soğutma yapabilen seyyar soğutucular, başta tıp olmak üzere; ziraat, eczacılık ve kimya alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. -90 °C sıcaklık değerine buhar sıkıştırmalı tek kademeli sistemler ile ulaşmak mümkün değildir. Böyle düşük sıcaklıklar için iki kademeli (kaskat) soğutma sistemlerine ihtiyaç vardır. Ülkemizdeki imalatçılar henüz bu teknolojiye sahip değiller. Bu çalışmada, alternatif akışkanlı iki kademeli soğutma sisteminin tasarımı, imalatı ve performans deneyleri yapılmıştır. Sistemde piyasadan temini mümkün olan soğutma elemanları kullanılmıştır. Yüksek sıcaklık devresi (YSD) için R-404A, düşük sıcaklık devresi (DSD) için de R-508B soğutucu akışkanları seçilmiştir. R-508B devresinde de R-404A elemanları kullanılmıştır. Sistemde en hassas eleman olarak düşünülen kaskat ısı değiştirici için plakalı ısı değiştirici seçilmiştir. R404A elemanlarından dolayı DSD de herhangi bir problem ile karşılaşılmamıştır. Yapılan deneyler sonucunda, tasarlanan sıcaklık değerinden 2 °C daha düşük olarak -88 °C buharlaştırıcı yüzey sıcaklığına ve 5 saatte -75 °C ortam sıcaklığına ulaşılmıştır. Bu çalışma sıcaklıklarında sistemin soğutma tesir katsayısı (STK) 1,05 olarak hesaplanmıştır. Bilim Kodu : 708 Anahtar Kelimeler : Kaskat soğutma, Alternatif akışkan, R-404A, R-508B Sayfa Adedi : 172 Tez Yöneticisi : Yrd. Doç. Dr. Hüseyin USTA

DESIGN, CONSTRUCTION AND PERFORMANCE TESTS OF TWO STAGES COOLING SYSTEM WITH ALTERNATIVE REFRIGERANT (Ph.D. Thesis) Tayfun MENLİK GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY February 2005 ABSTRACT The mobile coolers, which can cool up to -90 °C, are used widespreadly in just about to medicine; agriculture, pharmacy and chemistry areas. It is not to possible reached -90 °C temperature value by one stage vapour compression cooling systems. It is required two stages (cascade) cooling systems, for this temperature. In Turkey, manufacturers have not had this technology yet. In this study, two stages cooling system with alternative refrigerant was designed and constructed. Performance tests of the system were performed. Cooling elements, obtained from promenading, were used in the system. For high temperature circuit (HTC) R-404A and for low temperature circuit (LTC) R-508B refrigerants were selected. R-404A elements were used in LTC. The plate haet exchanger were used in cascade haet exchanger, which is thought as the most sensitive part of the system. There was no any problem from R-404A elements used in LTC. Result of the tests, -88 °C evaporatore surface temperature which is 2 °C lower than design value and -75 °C enviroment temperature in 5,5 hours were reached. In these working temperatures, COP was calculated as 1,05. Science Code : 708 Key Words : Cascade refrigeration, Alternative refrigerant, R-404A, R-508B Page Number: 172 Adviser : Assist. Pr. Hüseyin USTA