Hermetik Kompresörlerde Ölü Hacim Miktarının Kompresör Performansına Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Hermetik pistonlu kompresörler, soğutma sistemlerinde yaygın olarak kullanılan başlıca kompresör çeşitlerinden biridir. Soğutma sisteminin etkinliğini belirleyen sistem elemanlarının başında kompresör gelmektedir. Kompresörün performansını etkileyen birçok parametreden biri de ölü hacim miktarıdır. Ölü hacimde kalan soğutkan, kompresörün silindir hacminde sıkıştırılmakta ancak soğutma çevrimine dahil edilememektedir. Dolayısıyla soğutma sisteminde kullanılamamakta olan soğutkanı sıkıştırmak için enerji harcanmaktadır. Bu durumdan ötürü de verimsizlik ortaya çıkmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, kompresördeki ölü hacim miktarının, soğutma kapasitesi, elektrik tüketimi, soğutma etkinliği gibi kompresörün performans parametrelerine etkisi deneysel ve teorik olarak irdelenmiştir. Tez çalışmasının ilk kısmında, literatürde konu ile ilgili çalışmalar hakkında yapılan incelemeler paylaşılmıştır. Ölü hacmin kompresör performansına etkisi özelinde yapılan bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Tez çalışmasının ikinci kısmında, deneysel olarak gerçekleştirilen çalışmalara yer verilmiştir. Deneysel çalışmalar üç farklı ölü hacim miktarı için gerçekleştirilmiştir. Her bir ölü hacim miktarı için kompresörün soğutma kapasitesi, giriş gücü, sıkıştırma işi ve soğutma etkinliği belirlenmiştir. Tez çalışmasının son kısmında, ölü hacim değişikliğinin, kompresör performansına etkisinin analitik olarak incelenmesi verilmiştir. Yapılan kabuller çerçevesinde oluşturulan analitik modelin, deneysel sonuçlar ile kıyaslanması gerçekleştirilmiştir.

Hermetic reciprocating compressors are one of the most widely used compressor type in refrigeration systems. It is one of the most important systems elements that affects coefficient of performance seriously. There are many parameters that determine the compressor efficiency and one of them is the compressor’s dead volume. Although the refrigerant in the dead volume is compressed in the cylinder volume by the piston, it is not used in the refrigeration cycle. Therefore, there is extra energy usage for compressing unused refrigerant. As a result of this situation, the ineffectiveness is occurred. In this study, the effects of the dead volume on cooling capacity, electricity consumption and coefficient of the performance values are investigated analytically and experimentally. In the first part of the thesis, the investigations on the studies about the related topics are presented. In this literature study, no specific researches which deal with the dead space issue are found. In the second part of the thesis, experimental works are given. The experimental works are performed for three different dead volumes. The cooling capacity, electricity consumption, compression work and coefficient of performance values are determined for each dead volume. At the last part of the thesis, the effects of the dead volume on the compressor’s performance are investigated analytically. The results of analytical model which is build with the assumptions are compared with the experimental results.