"' o o N Ct'0 il) "iii sistemleri nde ve ısı pompalarında en çok kullanılan çevrim türüdür. İdeal buhar sı kıştı rmalı soğutma çevri mi dört hal değişimi içermektedi r: 1-2 Kompresörde izantropik sı kıştırma 2-3 Yoğuşturucudan çevreye sabit basınçta ısı transferi 3-4 Kısılma vanasında genişleme ve basınç düşüşü 4-1 Buharlaştı rıcıdan akı şkana sabit bası nçta ısı transferi Şekil-2'de gösterilen T-s diyagramın da, içten tersi nir hal değişimleri içi n, eğri altı nda kalan alanlar ısı geçişi de ğeri ni vermektedi r. 4-1 hal değişimi eğ risi altı nda kalan alan, akışkanı n bu harlaştı rıcıda aldığı ısıyı , 2-3 hal deği şimi eğrisi altı nda kalan alan da, akış kanı n yoğuşturucudan çevreye verdiği ısıyı göstermektedir. Diğer ideal çev rimlerden farklı olarak, ideal buhar sı kıştırmal ı soğutma çevrimi içten ter si nir bir çevrim değildi r. Çünkü çevrim de kullanı lan kısılma vanası, tersinmez bir hal değişimi içermektedi r. Bu hal değişimi nin çevrimde bulunması, ideal çevrimin gerçek buhar sı kıştı rmalı bu har çevrimine benzemesi içindir. Buhar sı kıştı rmalı bir soğutma çevrimi içinde akı şın olduğu elemanlar yer almaktadı r, bu nedenle, çevrimi oluş turan dört hal değişimi de sürekli akış lı açı k sistem mantığı ile ele alınma lıdır. Soğutucu akışkanı n kinetik ve potan siyel enerji değişimleri, çok küçük de ğerler olduğu içi n hesaplamalar sıra sında ihmal edilebili r. 2.1. İdeal Buhar Sıkıştırmalı So ğutma Çevriminin Enerji ve Ekserji Analizi Ekserji ve enerji analizi bir bütündür. Şekil 1 'deki sistem için enerji ve ekserT ji analizleri birli kte yapmalıdı r. Bu ka palı çevrim için termodi namiği n 1. ya sası aşağıdaki gibidir. Q-W = t:..U (1 ) Çevrimler için iç enerji değişimi sıfı rdı r ( t:..U =O). Q-W=O (2) Bu sistem ve birim akı şkan kütlesi içi n aşağıdaki ifade yazılabili r. (3) Etkinlik katsayısı (COP), elde edilen faydanın harcanan enerjiye oranı ola rak tanımlanı r. Bu sistemi n etki nli k kat sayısı aşağıdaki gibi bulunur: COP= q.l = hl -h. wıı hı - hı (4) İşin ekserji değeri ni n iş olduğu; ısının ekserji değeri ni n ise, ısı değerinin ilgili prosese ait Carnot verimi ile çarpılarak elde edildiği, ayrıca çevrimin 4 ayrı prosesten oluştuğu göz önüne alına rak, sistemin ekserji değeri, prosesle rin ekserji değerleri nin toplanması ile bulunur. 1-2 Kompresörde adyabatik sıkış tırma:Kompresörde kayıp ekserji (SASA, ısı etkileşimi yok, <pQ = O, tersinir proses): ({),, = o Yoğuşturucuda kayıp ekserji (SASA, ısı etkileşimi yok, <p w = O, tersinir proses) =- 1--0 + - - [ T } (6) ({) k, T2, 23 (().,2 ({),,, -O Kısılma vanası nda kayı p ekserji (SA SA, ısı etkileşimi yok, <pQ = O, tersi n- mez proses): Şekil 2. ideal buhar sıkıştır111a/ı soğutma çevriıniııiıı T-s diyagra111 111111 şematik gösterimi. 146 (7) (h, -T0s,)-(h, -T0s,) = -T0(s3 -s. ) Buharlaştırıcıda kayıp ekserji (SASA, iş etkileşimi yok, q> w =O, tersi nir pro ses): = l--o + - - [ T } (8) ({),, T41 41 ({),,4 ({),,I -Ü Sistemi n bütünü içi n ekserji dengesi; (9) <p =-[ı-To } +[ı-To } Q T 2, T ,ı 2 1 (10) (11) _(1 -� \, (12) c = � =-[ı-�)coP Wl2 T.ı 3. İki Kademeli Sıkıştırma Yapılan Bir Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevriminin Enerji Performans ve Ekserji Analizi Bazı endüstriyel uygulamalarda, düşük sı caklı klarda soğutma gerekir ve uygu lamanın sıcakl ı k aralığı, basit buhar sıkı ştırmal ı soğutma çevriminin etkili çalı şabilmesi içi n çok büyük olabilir. Büyük sıcaklı k aralığı çok fazla basınç kaybına yol açarak, pistonlu kompre sörün daha düşük verimle çalı şması na neden olur. Bu gibi durumlarda başvu rulan yöntemlerden bi ri, soğutmayı iki kademede yapmaktır. Bu tür çevrim lere ikili soğutma çevrimleri denir. Eğer bi r i kili soğutma sisteminde, çev rimlerde aynı akı şkan dolaşıyorsa çevrimleri bir ısı değiştiricisi ile bağla mak yerine, ısı alışverişi ni n daha iyi sağlandı ğı bi r karışma odası veya bu harlaşma odası kul lanılabili r. Bu tür sistemler, çok kademeli sı kı ştı rma ya pılan soğutma sistemleri diye adlandı rılı rlar (Çengel 1996, Ni kolaidis 1998). Co qb,,h P,, = -----'�-- (13) E= \ıVJ,wııpl + WAOıııp2 (14) ı--f:: ·ı.,,. =-(ı-�)coP w +w T. 11 kump I lwıııp 2 bıılı 4. Gerçek Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevriminin Enerji Performans ve Ekserji Analizi Gerçek buhar sı kıştı rmal ı soğutma çevrimi, ideal çevrimden farkl ıdı r. Bu farklılı k daha çok, gerçek çevrimi oluş turan elemanlardaki tersinmezli kler-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=