Çok Kademeli Doyma Çevrimlerinin Ekserji Analizi
Yusuf Ziya Akman Halil Kürşad Ersoy
AbstractBuhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde doyma çevrimleri, genleşme prosesini doymuş sıvı eğrisine, sıkıştırma prosesini ise doymuş buhar eğrisine yaklaştırmak amacıyla düşünülmektedir. Buhar sıkıştırmalı çevrimlerde kompresör ve kısılma vanasındaki tersinmezlikleri azaltmak amacıyla kullanılması düşünülen doyma çevriminin ekserjetik analizi Engineering Equation Solver (EES) yardımıyla yapılmıştır. İş gören akışkan olarak R410A’nın kullanıldığı düşünülmüştür. Doyma çevrimlerinde kademe sayısının, toplam ve her bir elemandaki tersinmezlik miktarı ve sistemin ekserji verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Çok kademeli doyma çevrimlerinde ekserji veriminin evaporatör ve kondenser sıcaklıkları ile değişimi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, bir kademeli sistemden iki kademeli sisteme geçerken, tersinmezliğin daha büyük oranda düştüğü, kademe sayısı üç veya dört olduğunda bu iyileşme oranının azaldığı bulunmuştur. Çok kademeli doyma çevrimlerinin uygulanılması ile tersinmezliklerin en çok kompresörde, sonra da genleşme valfinde azaldığı belirlenmiştir. En çok tersinmezliğe sahip çevrim elemanının kompresör en az tersinmezliğe sahip çevrim elemanının separatör olduğu tespit edilmiştir. Kademe sayısı 2, 3 ve 4 olduğunda, ekserji verimi bir önceki kademeye göre sırasıyla %28, %6 ve %2,6 oranında artmıştır. Kondenser sıcaklığı arttıkça ekserji veriminin azaldığı, evaporatör sıcaklığı arttıkça ekserji veriminin yükseldiği tespit edilmiştir. Saturation cycle is proposed in order to approximate the expansion process to the saturated liquid curve and the compression process to the saturated vapor curve for vapor compression refrigeration systems. Engineering Equation Solver (EES) software was used for the exergetic analysis of the saturation cycle, which is intended to reduce the irreversibility of the compressor and throttle valve in vapor compression cycles. R410A was selected as the working fluid. The effect of the number of stages on total irreversibility amount, irreversibility amount of each cycle member and exergy efficiency of system was investigated in saturation cycles. The variation of exergy efficiency with evaporator and condenser temperatures was investigated in multi-stage saturation cycles. According to the results obtained it was found that the decrease in irreversibility occurred most as the transition from one-stage system to twostage system occurred. As the stage number was increased to three or four the decrease rate of irreversibility fell. It was determined that the implementation of multi-stage saturation cycles reduces the irreversibilities most in the compressor and then in the expansion valve. It was determined that the compressor has the most irreversibility among the cycle members and the separator has the least irreversibility among the cycle members. As the stage number was increased to 2, 3 and 4, the exergy efficiency according to previous stages were increased as 28%, 6% and 2.6%, respectively. It was found that as the condenser temperature increases exergy efficiency decreases and as the evaporator temperature increases exergy efficiency increases.