Karlanmanın Buzdolabı Buharlaştırıcısı Performansına Etkisinin Teorik Ve Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

Soğutma çevriminin dört ana elemanından birisi olan buharlaştırıcı, içinden soğutucu akışkanın geçtiği ve serpantin şeklinde bükülerek hacmi küçültülmüş borulardan ve bu borulara geçirilen ısı geçiş alanını arttıran kanatlardan oluşmaktadır. Soğutma çevrimi süresince, buharlaştırıcı boruları içinden soğutucu akışkan, dışından ise soğutulması istenen hava geçirilmektedir. Böylece havadan boru içindeki soğutucu akışkana ısı geçişi sağlanmakta ve hava soğutulmaktadır. Bu çalışmada soğutucu akışkan olarak R134a kullanılmıştır. Nemli hava, yüzey sıcaklığı havanın çiğ noktası sıcaklığından daha düşük bir ortam ile karşılaştığında yüzey üzerinde yoğuşur. Eğer yüzey sıcaklığı suyun donma noktası altında ise, yoğuşan nem faz değiştirerek katı hale geçer ve karı oluşturur. Bu olaya karlanma adı verilir. No-frost tip buzdolaplarında kullanılan kanatlı borulu buharlaştırıcıların yüzey sıcaklıkları, soğutma çevrimi süresince suyun donma sıcaklığının altına inmektedir. Kabinlerden çekilerek buharlaştırıcı üzerinden geçirilip soğuması istenen hava, nem ihtiva etmektedir. Bu nem, gerek kapıların açılması sonucu dış havadan, gerekse buzdolabı kabinine konan yiyecek ve içeçeklerden kabin içindeki havaya geçmektedir. Buharlaştırıcı yüzey sıcaklığının suyun donma noktası altında olması nedeni ile, kabinlerden gelen hava içindeki nemin belirli bir kısmı buharlaştırıcı yüzeyleri üzerinde karlanmaya neden olur. Karlanmanın iki önemli etkisi vardır. Bunlardan birisi karlanma ile birlikte buharlaştırıcı üzerindeki hava geçiş aralıklarının kapanmasıdır. Böylece hava tarafındaki basınç düşüşü artmaktadır. İkinci etki ise kar tabakasının düşük ısı iletim katsayısı nedeni ile buharlaştırıcı ısı geçiş yüzeyleri üzerinde oluşturduğu yalıtım etkisidir. Bu yüksek lisans tezinde, no-frost tipindeki kanatlı borulu buharlaştırıcıda oluşan karlanma etkileri gerçek bir buzdolabı üzerinde incelenmiştir. Teorik kısımda ise, deneysel sonuçlar literatür ile karşılaştırılmıştır.

Evaporator, one of the major components of the cooling cycle, comprises a continuous serpentine tube and fins that are used to increase the heat exchanger surface area and is utilized to cool down the cabinet air in refrigerators. During the on period of the cooling cycle, refrigerant, in this study R134a, is circulated in the tubes and air is circulated outside the tubes and the fins. Thus, air can be cooled to a desired temperature. When moist air comes across a surface, which has a surface temperature below dew point of air, moisture in the air condenses on the surface. If the surface’s temperature is below the freezing point of the water, the condensed moisture on the surface changes its phase from liquid to solid, namely from water to frost. This phenomenon is called frost formation. During the on period of the cooling cycle, the surface temperature of the household refrigerator evaporator is always below the freezing point of the water. The air dragged from the cabinets, contains moisture. For this reason, frost accumulates on the evaporator surfaces. Frost formation affects the evaporator in two ways. When frost accumulates on the evaporator surfaces, the distances between the tubes and the fins decrease, thus air side pressure drop increases. Thermal conductivity of the frost is so low that it insulates the heat transfer surface area of the evaporator. In this study, no-frost type household refrigerator evaporator is investigated on a real refrigerator and results are compared with literature.