System Componenet Balancing İn Split Type Air-conditioners

Abstract

Soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde halen kullanılmakta olan ısı değiştiricilerin dizayn esaslarından birisi bileşenlerin seçimidir. Klasik termal dizayn metodlarında bileşenlerin seçimi yapılırken, her bileşen diğerlerinden farklı olarak düşünülür ve ayrı dizayn edilir. Fakat bileşenlerin herbirinin karakteristiği diğerleri ile yakın ilişkidedir. Bileşenlerin biraraya getirilmesi ile meydana gelen sistem, hem dizayn şartlarında ve hem de çalışma esnasında meydana gelebilecek her şartta uygun bir şekilde çalışmalıdır. Dizayndaki diğer önemli bir nokta, sistemin buharlaşma ve yoğuşma olan bölümleri arasında uygun bir ilişkinin veya "dengenin" kurulmasıdır. Bunun anlamı; evaporator ve kondenser ünitesi genel bir sistem içinde birlikte bağlandığında, buharlaşma ve yoğuşma miktarları arasında bir denge şartının kurulması gerektiğidir. Yani evaporatörden uzaklaştırılan ve yoğuşma ünitesi tarafından yoğuşturulan buhar miktarı her zaman sıvı soğutucu akışkanın buharlaşması yolu ile evaporatörde üretilen buhar miktarına eşit olmasıdır. Sistem bileşenleri, sistem dizayn şartlarında eşit kapasitelere sahip olacak şekilde seçildiğinde, denge noktası dizayn şartlarında meydana gelecektir. Diğer taraftan, dizayn şartlarında bileşenlerin eşit kapasitelere sahip olacak şekilde seçilmemesi durumunda ise sistem dengesi dizayn şartlarından başka çalışma şartlarında kurulacak ve sistem uygun bir performans gösteremeyecektir. Sistem verimi genellikle, sistemin denge koşullarına veya çalışma şartları altındaki dengelere ulaştığı noktaya bağlıdır. Birçok değişkenin var olması sebebi ile sistemin denge noktalarının hesaplanması son derece karmaşıktır. Bu yüzden çalışmanın amacı; split direk genişlemeli tip hava XII iklimlendiricisi için sistem denge noktalarını ve sistem kapasitesini tespit eden bir algoritma geliştirilmesi olarak saptanmıştır. Alkol, vücûtla temas ettiği zaman bir soğutma hissi uyandırır. Soğutma prensibi de bunun gibidir. Alkol.vücuda sürüldüğü zaman bir soğuma hissi uyandırır. Bunun sebebi alkolün buharlaşırken vücuttan bir miktar ısı çekmesidir. Soğutma prensibi de böyledir. Sıvılar buhar haline geçerken çevresinden ve çevresindeki nesnelerden bir miktar ısı çeker. Tam tersi olarak buhar da sıvı hale geçerken sahip olduğu enerjiyi dışarıya verir. Biz likit alkolü bir kabın içine koyarsak.alkol yavaş yavaş buharlaşırken çevreden bir miktar ısı çeker ve bulunduğu yeri soğutur. Tabii ki böyle bir kap içindeki alkol hemen kaybolacaktır. Alkol, buharlaşırken çevresini soğutur fakat buharlaştıktan sonra tekrar kullanılması mümkün değildir. Alkolü tekrar sıvı haline getiremez miyiz? Eğer getirebilirsek.belli bir miktar alkol kullanarak odayı soğutabiliriz. 0 zaman problem alkolü tekrar sıvı hale döndürmek. Bu durumda, biz de buharların doğal özelliği olan "Yüksek basınç ve yüksek sıcaklıkta buharlar sıvı hale döner." Kompresör içinde sıkıştırılan alkol yüksek basınç ve yüksek sıcaklıkta ısı değiştirgecine gönderilir ve bir fan sayesinde yoğuşturulur. Sıvı hale gelir. Klimalarda ise alkol yerine F-22 gazı kullanılır. Klimalar ısı taşıyıcısıdırlar. Yazın klimayı çalıştırdığınızda soğuk hava oda içine üflenirken sıcak hava dışarı atılır. Burada klima iç mahalden sıcaklığı alarak dışarıya taşır ve atar. Bu yüzden klimalara ısı taşıyıcısı adı verilir. X111 Klimanın içindeki soğutucu akışkan evaporator (iç ünite ) tarafına sıvı halde gönderilir ve sonra buharlaşır. Bu yolla.sıvılaşmış soğutucu akışkan buharlaştırılır ve soğuk hava evaporatörün arkasında bulunan bir fan ile odaya verilir. Soğutucu akışkan bir kompresör ve kondenser (dış ünite ) yardımı ile devamlı kullanılmak üzere ters çevrilir. Klimanın iç yapısı dört ana elemandan oluşur: 1. Evaporator (İç ünite ) Burada soğutucu akışkan buharlaştırılıp soğuk hava odaya verilir. 2. Kompresör Buhar halindeki soğutucu akışkanın basıncı arttırılır.Bu sayede ilerde sıvılaştırma için ilk adım atılmış olur. 3. Kondenser Yüksek sıcaklıktaki sıkıştırılmış buhar sıvı hale getirilir. 4. Kılcal Sıvı akışkanın basıncı azaltılarak uçucu bir hale getirilir. Evaporator içindeki sıvı akışkan oda içindeki sıcak hava ile temas eder ve akışkanın ( F-22 ) buharlaşmasına sebep olur. Akışkan buharlaşırken çevresinden de ısı çeker. Oda içindeki sıcak hava bir fan tarafından emilir.soğutulur ve tekrar odaya gönderilir. Isı iletkenliğini arttırmak için bakır boru kullanılmış,ayrıca bu bakır borular ince kanatçıklar ile yüzey alanı arttırılmıştır. Soğutma çevrimini tekrar ettirmek için buhar halinde evaporatörden gelen akışkanın sıvılaştırılmadan önce sıcaklığının ve basıncının arttırılması XIV gerekir. Kompesör sayesinde bu olay hızlandırılır ayrıca gazın çevrimini tamamlaması sağlanır. Yüksek basınçta buhar halindeki akışkan kondenserde dış hava (30C-35C) sayesinde sıvılaştırılır. Yapı olarak kondenser;evaporatörün aynısıdır. Bu yüzden ikisinin yerleri değiştirilerek ısıtma da.soğutma da gerçekleştirilebilir. "Kılcal"da sıvı akışkanın basıncı düşürülerek daha uçucu hale getirilir, sıvı akışkan (F-22) son derece dar bir borudan geçilmeye zorlanır. Bu borudan geçerken akışkanın sürtünmeden dolayı kaybettiği enerji basıncının düşmesine sebep olur. Basınç aniden düşürüldüğü için bir kısım akışkan buhar haline çevrilir,kalan sıvı ise soğuyarak sıcaklığın düşmesine sebep olur. işin esası sıvı akışkan kılcaldan geçerken basıncı ve sıcaklığı düşer ve uçucu bir hale gelir. Soğutma esnasında, soğuk havayı iç ünite ile sıcak havayı ise dış ünite ile atarız. Eğer ünitelerin yerini değiştirirsek sıcak havayı odadan içeri vermiş oluruz. Ünitelerin yerini değiştirmek yerine gazın akış yönünü değiştiririz. Böylece istediğimiz zaman soğutma, istediğimiz zaman ısıtma konumunu seçebiliriz. Bunun için dört yollu bir valf kullanırız. Split tip klimalar iki üniteden oluşur, iç ünite ve dış ünite. Dış ünite yukarıda da belirtildiği gibi kompresör ve kondenser, iç ünite ise evaporatörden oluşur. Çoğunlukla gündelik hayatta pencere tipi klimalar bilinir ki bunlar tüm bu elemanlar üzerinde tek bir ünite halindedir. Sağutma sisteminin veya.heat-pump sisteminin esas amacı ısıyı düşük sıcaklıktan yüksek sıcaklığa naklettirmektir. Bunu yaparken sistemin tüm elemanlarıyla uyum içinde çalışması gerekmektedir. XV Dizayn aşamasında incelikle evaporator dizaynı gelir ki bu başlıbaşına bir ünitedir. Daha sonra kondenser dizaynı yapılarak devam edilir. Kondenser dizaynı - dizayn sistemi olarak evaporatörün aynısıdır yalnız ufak tefek farklılıklar ile geliştirilmiştir. Konderser ünitesi kondersere uygun bir kompresör seçimi yapılır. Kondensör ve evaporator dizaynında NTU metodu kullanılmıştır. Dizayn ısı transfer katsayılarını hesaplayarak; bu hesaplar zorlanmış taşınım (hava tarafı için) ve iç soğutucu akışkan için yapılarak belirlenir. Daha sonra kanat verimi hesapları yapılır. Burada önemli olan ısı değiştici yüzeyinin ıslak, kuru veya ıslak - kuru oluşudur. Bu üç çeşide göre hesaplar devam ettirilir. Bütün bunları yapabilecek ve soğutma çevrimi veya heat-pump sistemi en yüksek performansta ve en efektif elemanlarla çalıştırmak için dîzayn şartlarını ve ısı değiştirici boyutlarını elde etmeye yarayan bir algoritma da geliştirilmiştir.

The design principle of finned tube heat exchangers currently used in refrigerating and air conditioning systems is the determination of components. While making the selection of the components in traditional thermal design methods, each component is considered and designed separately. But the characteristic of each component has an interrelationship to the others, and the system formed by combining each component must perform properly at both design conditions and every condition that can be expected during operation. The important point in the design is establishing the proper relationship or "balance" between the vaporizing and condensing sections of the system. This means that whenever an evaporator and a condensing unit are connected together in a system, a balance must be established between the rates of vaporization and condensation. That is, the rate at which the vapor is removed from the evaporator and condensed by the condensing unit is always equal to the rate at which the vapor is produced in the evaporator by the boiling action of the liquid refrigerant. When the system components are properly selected, the point of balance will occur at the system design conditions. On the other hand, when the selected components do not have equal capacities at the design conditions, system balance will be established beyond the system design conditions, and the system will not perform satisfactorily. The efficiency of the system usually depends on the point at which the system reaches stabilized conditions or balances under operating conditions. Because of many variables involved, the calculation of the system balance points extremely complicated. Therefore the purpose of this study is to develop an algorithm, to determine the system balance for a direct expansion type air conditioner.