Hermetik Kompresörlerde Soğutucu Akışkanların İndikatör Diyagramına Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

1988 yılında CFC grubuna getirilen kısıtlamalar yüzünden R134a soğutkanı beyaz eşya üreticileri tarafından tercih edilmeye başlanmıştır. Fakat her ne kadar termodinamik özelikleri açısından R12 soğutkanına benzer olsa da kimyasal uyumluluğu, sera etkisi, yağ seçimi ve maliyet açısından dezavantajları vardır. Özellikle sera etkisi R134a soğutkanın R12’ ye daimi alternatif olma şansını azaltmaktadır. Bu yüzden çevreye zarar vermeyen başka seçeneklerin araştırılması ihtiyacı doğmaktadır. Son zamanlarda özellikle Almanya’ da R134a’ ya alternatif olarak R600a soğutkanı öne çıkmaya başlamıştır. Soğutkanın sıfır ozona zarar ve düşük sera etkisi yüzünden Avrupa’ da kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Fakat termodinamik özelikleri ve yanıcılık gibi diğer faktörlerden dolayı çalışılması gereken bir soğutkandır. Bu çalışma dahilinde R600a ve R134a soğutucu akışkanlarının kompresör performansına etkisi termodinamik açıdan incelenmiştir. Teorik hesaplamalarda, soğutucu akışkanların termofiziksel özeliklerine bağlı olarak hacimsel soğutma kapasitesine, soğutma etkenlik katsayısına ve sıkıştırma işine olan etkileri incelenmiş ayrıca izotermal ve politropik hal değişimlerinin sıkıştırma işine etkisi irdelenmiştir. Deneysel çalışmalar bölümünde indikatör ölçüm sistemi kurulumu ile ilgili detay bilgi verilmiş ve ölçüm sistemi elemanları tanıtılmıştır. Yapılan deneylerde soğutma kapasitesi, giriş gücü, sıkıştırma işi ve termodinamik kayıplardaki değişimi görebilmek amacıyla aynı strok hacmine sahip iki farklı kompresörün indikatör diyagramları elde edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Sonuçlar bölümünde ise elde edilen bilgiler sunulmuş ve R134a ile R600a soğutkanlarının kompresör performansına etkileri irdelenmiştir.

In 1988, R134a was chosen as an alternative refrigerant by producers of the household refrigerators due to the restriction of CFC’s. R134a has advantages such as similar thermodynamic properties with the refrigerant R12. However, it still has several disadvantages related to chemical compatibility, selection of proper lubricant and cost. Especially its non-zero global warming potential makes it difficult to be the permanent alternative to R12. So it becomes necessary to look for more environment friendly alternatives. Recently the possibility of using R600a has gained popularity for its zero ODP and low GWP among household refrigerator producers in Europe, especially in Germany. In this study, the effect of R134a and R600a on the compressor performance is investigated in thermodynamics point of view. In the theoretical section, the effect of refrigerants on the volumetric cooling capacity, COP and compression work due to their thermophysical properties are calculated. In addition to this, the isothermal and polytropic processes for the thermodynamic cycle are evaluated and compared. In order to conduct the thermodynamic analysis, a pV set-up was built and the measurements were conducted. The construction of the pV set-up is explained and introduced in detail in the experimental study section. pV measurements were conducted with two different compressors which have the same swept volume to examine the cooling capacity, power cunsumption, compression work and the thermodynamic losses for the two refrigerants. And lastly in the experimental results, the data measured from the compressors working with R600a and R134a are evaluated and compared.