Buzdolaplarında Mikrokanal Dondurucu Bölme Evaporatör Performansının Deneysel Olarak Belirlenmesi

Abstract

Küçük ölçekli kanallarda, iki fazlı akış özelliklerinin, konvansiyonel kanallardan farklı olduğu bilinmektedir. Bu farklılıktan dolayı küçük ölçekli kanallarda buharlaşma ve yoğuşma olaylarındaki ısı transferi ve basınç düşümü üzerine araştırmalar devam etmektedir. Ancak iki fazlı akışların teorik çözümlemeleri, basitleştirilmiş matematiksel modeller kullanılarak yapılabildiğinden, yaklaşık çözümler sunmaktadırlar. Bu bakımdan küçük ölçekli kanallarda, iki fazlı akış çözümlemeleri yapılırken, deneysel çalışmalara başvurulması kaçınılmazdır. Literatürde yer alan deneysel çalışmalar, ideal durumlar için, kısa kanal boylarında ve sınırlı sayıdaki akış koşulları için yapılmıştır. Bu deneysel çalışmalarda, soğutma sisteminde bulunan kompresör tarafından sisteme aktarılan yağın, evaporatör performansları üzerindeki etkisi gözardı edilmiştir. Bu da gerçek hayattaki mühendislik uygulamalarında kullanılan ısı değiştirici performanslarının, deneysel çalışma sonuçlarıyla uyuşmayacağını gösterir. Mevcut çalışmada, buzdolabı derin dondurucusunda kullanılan borulu evaporatörle, mikrokanal uygulamasının yapıldığı evaporatörün performansları ölçülmüş ve farklı kompresör devirlerindeki karşılaştırmaları verilmiştir. Kurulan deney düzeneği sayesinde soğutma sistemi basınç ve sıcaklık değerleriyle, evaporatörlerdeki basınç kaybı ölçülmüş ve farklı kompresör devirleri için karşılaştırılmışlardır. Yapılan çalışma sonucunda mikrokanal uygulaması sayesinde evaporatör performansında %48’ e varan iyileşme sağlanmış, elde edilen evaporatör performansı-kompresör devri ilişkisinin önceki çalışmalarla uyum içerisinde olduğu vurgulanmıştır.It has already been known that two-phase flow properties are different for small-scale and conventional channels. For that reason, researches on heat transfer and pressure drop of evaporation and condensation phenomena in small-scale channels are still being performed. However, the use of simplified mathematical models for theoretical solutions of two-phase flows, only presents approximate results. Because of that, experimental studies are vital while studying two-phase flow solutions of small-scale channels. Experimental studies in the literature are performed only for idealized cases for quite short length channels and for limited flow conditions. The oil that is transferred to the cooling system by the compressor is neglected in these experimental studies. This fact shows that the performances of the heat exchangers in the real engineering applications will not match with the experimantel results. In the present work, performances of a tube and a microchannel evaporator of a refrigerator’s freezer are calculated experimentally and are compared for various compressor speeds. By the help of the prepared test facility, pressure and temperature values of the cooling system, as well as the pressure drop in both tube and microchanell evaporators are measured and compared for different compressor speeds. As the result of the present study, up to 48% increase in the evaporator performance is achieved. Evaporator-compressor speed relation is in accordance with the previous studies.