Plc ile denetlenen bir soğutma sisteminin tasarımı, imalatı ve deneysel olarak incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: ŞAFAK ATAŞ

Eş Danışman: HİKMET DOĞAN, MUSTAFA AKTAŞ

Özet:

Buhar sıkıştırmalı soğutma sistemleri, en fazla (maksimum) yükü karşılayacak şekilde tasarlanmış olmalarına rağmen, ömürlerinin çoğunu kısmi yükte çalışarak geçirirler. Bu sistemler, termostatik kontrol yöntemi ile 50 Hz sabit frekansta çalışan bir kompresörü aç/kapa döngüsü şeklinde çalıştırdıklarından, işlem daha fazla enerji tüketimine yol açmaktadır. Bu çalışmada, farklı soğutma yüklerine sahip üç buharlaştırıcılı buhar sıkıştırmalı soğutma sistemi tasarımı yapılmış, imal edilmiş ve deneysel olarak test edilmiştir. Sistemde bulunan kompresör bir invertör ile sürülerek değişken hızlı hale getirilmiştir. Soğutulan odaların sıcaklık değerleri elektronik genleşme vanaları kullanılarak daha hassas kontrol edilmiştir. Sabit ve değişken hızlı çalışan sistemin çalışma verileri karşılaştırılarak enerji analizi yapılmıştır. R407C alternatif soğutkanın kullanıldığı üç buharlaştırıcılı buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminde çalışma sıcaklık, basınç ve ısıl karakteristiklerine göre bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Sistemin kontrolü için Programlanabilir Mantık Kontrolü (PLC) ve soğuk oda kontrolörleri kullanılmıştır. PLC cihazı emiş hattındaki basınç değişimlerine göre kompresör çalışma frekansının olması gereken değerini belirleyerek sistemin değişken hızlı olarak çalışmasını sağlamıştır. Bu program kullanılarak PLC ekranında istenilen değerler ayarlanmış ve farklı şartlarda çoklu buharlaştırıcılı soğutma sistemi test edilmiştir. Yapılan deneylerde 0oC, +5oC ve -5oC sıcaklıklarındaki soğuk odalarda istenilen şartlar sağlanmıştır. Deney sonuçlarına göre yapılan hesaplamalarda sistemin soğutma performans katsayısı (STK) sabit hızda 1,86, değişken hızda 2,22 olarak bulunmuştur. Ayrıca sistemin değişken hızlı çalıştığında sabit hızda çalışan sisteme göre yaklaşık % 20 daha az elektrik enerjisi tükettiği deneysel olarak belirlenmiştir. Emiş hattı basıncındaki değişimlerin soğutma yükü değişimlerini hızlı bir şekilde yansıttığı ve bu değişimlere göre kompresörün değişken hızlı olarak çalıştırılabileceği, bunun sonucunda da enerji tasarrufunun sağlanabileceği, yapılan çalışmada deneysel veriler ile ortaya konulmuştur.