Bu paylaşımdaki amacım bir ticari soğutucu için soğutma yükü hesap bağıntılarını bu sektöre ilgi duyan , öğrenmek isteyen kişilere faydalı olabilmek.

1. BİR TİCARİ BUZDOLABININ ISIL TASARIMI
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
HAZIRLAYAN
120301034 HÜLYA GÜZEL

2. Soğutma teknolojileri gerek rahat yaşam alanları oluşturmada, gerek gıdaların
muhafazalarında ve diğer yaşam sahalarında sıkça ihtiyaç duyduğumuz teknolojilerin
başında gelmiştir. Bu durum soğutma teknolojilerinin geliştirilmesi üzerine yapılan
çalışmaları her geçen gün biraz daha arttırmıştır.
Bu tez çalışması kapsamında, tek kapılı ticari soğutucunun 25 °C dış ortam sıcaklığında,
soğutucu akışkan olarak R600a kullanılarak 354 L’lik ve 132 kg malzeme taşıma kapasitesi
olan dolabın iç ortamının 4°C tutulması için soğutma yükü hesap bağıntılarının
belirlenmesi ve soğutma yükü hesabının teorik olarak yapılarak soğutma çevrim
elemanlarının(kompresör, evaporatör, kondenser)yapılan hesaba göre seçilmesi
amaçlanmıştır.

3. Buhar Sıkıştırmalı Mekanik Soğutma Çevrimi
• En yaygın olarak kullanılan soğutma çevrimi mekanik sıkıştırmalı soğutma çevrimidir.
• Temel prensibi soğutucu akışkanın düşük basınç altında çevreden ısı alarak buharlaşmasını sağlamak ve bu
sayede ortamı soğutmaktır.

4. Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevriminin Elemanları

7. Genleşme valfi: Kondenser basıncını evaporatör basıncına düşürmektir. Soğutucu akışkanı buharlaştırıcı
basıncına getirir.
Evaporatör(Buharlaştırıcı): Soğutma sisteminde ,soğutucu akışkanın sıvı olarak girip buharlaşarak gaz olarak
maddeden çekildiği bölümdür. Bu işlemde evaporatör , tüm sistemin temel amacını(soğutmayı) gerçekleştirir.

8. Yardımcı Elemanlar
Presostat: Soğutma sistemindeki alçak basınç(emme) hattındaki ve yüksek basınç (basma) hattındaki basınçları
çalışma sırasında sürekli kontrol eder. Belirlenen alçak ve yüksek basınç değerlerinin dışına çıkılmasına engel olmak
için kompresörü durdurur.
Susturucular: Kompresörün basma hattındaki ses ve titreşimi engellemek için tasarlanmıştır.
Isı değiştirici: Aşırı kızdırma ve aşırı soğutma yaparak sistem verimi arttırılır.

9. Yağ ayırıcılar: Yağ ayırıcıların temel kullanım amacı yağlı akışkanı ayırmak ve yağın kompresör karterine düzenli ve doğru
bir şekilde geri dönüşümünü sağlamaktır.
Sıvı tankı: Kondenserden sıvı hale gelmiş soğutucu akışkanı tahliye etmek ,kondenseri rahatlatmak, bakım ve onarım
durumunda sıvıya depo görevi gören tanktır. Kondenserden sonra yer alır ve tüm soğutucu akışkanı alacak büyüklüktedir.
Kurutucu filtre: Soğutucu akışkan devrelerinde kalan nemin , alçak sıcaklıklarda buzlaşarak doğuracağı tıkanıklıkları ve
korozyon etkisini önlemek amacıyla sıvı devresi üzerine konulur. Kurutucuların ,ayrıca soğutucu akışkan devresi üzerindeki
yabancı maddeleri süzme özelliği de vardır.

10. Gözetleme camı: Soğutucu akışkanın doymuş sıvı olup olmadığını gözetlemek ve sıvı seviyesini görmek için kullanılır.
Sistemdeki nem hakkında da bilgi verir.
Çekvalf: Sıvının akış yönünün tersi yönde akmaması için akışa tek yönde izin veren valftir.
Termostat: Soğutulacak hacim ,soğutulacak akışkan veya buharlaştırıcı gibi kısımların sıcaklıklarının belirli değerler
arasında kalmasını sağlayan kontrol cihazlarıdır.

11. Akümülatör: Kompresörden önce konur ,kompresöre sıvı kaçışını engeller.
Basınç düşürücü: Buharlaştırıcı basınç regülatörü ,buharlaştırıcı çıkışında ,yoğuşturucu basınç regülatörü
kondenserden sonra sıvı hattı üzerine konur.

12. 1.Ticari Soğutma Sistemlerinde Yük Hesapları
Soğutma yükünün hesabındaki gaye soğutma sistemi elemanlarını (kompresör,
kondenser, evaporatör, TXV, soğutucu akışkan boruları ve diğer soğutma elemanı)
doğru ve ekonomik şekilde seçebilmektir. Soğutma elemanlarının doğru seçimi ile
sistemin veriminin bekleneni verecek tarzda ve aksamadan senelerce çalışması
başlamış olabilecektir.

13. 1.1. Kabin cidarlarından transmisyon ile oluşan ısı kazancı
Ticari soğutucunun bulunduğu ortam sıcaklığı ile iç tasarım sıcaklığı arasındaki farktan kaynaklanır.
Kabin yüzeylerinin büyüklüğü ile doğru orantılı, ısıl direnciyle ters orantılı olarak değişir. Yalıtım
kalınlığının artması ile ısı geçirgenlik kat sayısı düşürülmesi ve soğutma yükünün azaltılması
sağlanabilmekte. Yalıtım malzemesinin kalınlığı aşırı derecede arttırmak hem ilk yatırım masraflarının
artmasına hem de odanın faydalı hacminin azaltılmasına sebep olur. Bu nedenle, çoğunlukla belirli iç
sıcaklık seviyelerine göre düzenlenmiş yalıtım tabloları tavsiye edilmektedir.[1]
Aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
Q=Ku. A.∆T [W]
Ku= Kabin cidarlarındaki toplam ısı geçirgenlik katsayısı [W/m²K]
A= Kabin cidarlarının toplam alanı [m²]
∆T = Dış ve iç sıcaklık farkı [K]

14. 1.2. Cam yüzeyinden kaynaklı ısı kazancı
Cam yüzeyden geçen ısı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.[2]
Qc=Kc. Acc.∆T [W]
Kc= Camın ısı geçirgenlik katsayısı [W/m²K]
Acc = Cam yüzeyinin toplam alanı [m²]
∆T = Dış ve iç sıcaklık farkı [K]
1.3. Ürün yükünden kaynaklanan ısı kazancı
Ürünlerin dış ortam şartlarından iç ortam şartlarına indirilinceye kadar
oluşan kütlesel ısı kazancıdır.[1]
Aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
Qm = m.cP.∆T [W]

15. 1.4. Diğer ısı kaynaklarından oluşan ısı kazançları
Ticari soğutucu içindeki fan motorları, aydınlatma armatürleri, buz çözme
ısıtıcıları gibi elemanlardan kaynaklanan ısı kazançlarıdır. Fan motoru ve
lambalar için ısıl kazanç şu bağıntı ile hesaplanır.[3]
Qf = n.P.ZO [W]
n = Fan veya lamba sayısı
P = Fan veya lambanın elektriksel gücü [W ]
ZO = Zaman oranı [saat/24 saat]
Buz çözme için ısıl kazanç şu bağıntı ile bulunur:
Qb = n.P.ZO. F [W]
n = Fan veya lamba sayısı
P = Fan veya lambanın elektriksel gücü [W ]
ZO = Zaman oranı [saat/24 saat]
F = Buz çözme faktörü (elektrikli buz çözme için 0,5 alınır, sıcak gazlı buz çözme için 0,4 alınır.)

16. 1.5. Hava değişiminden kaynaklı ısı kazancı
Ticari soğutucunun kapaklarının satış/yükleme amacıyla açılıp kapanma sıklığına bağlı olarak oluşan ısı
kazancıdır. Aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.[4]
Sızıntıyla ısı kaybı yükünü belirlemenin pratik bir yolu, bir odanın mevcut hava içeriğinin saat başına sızıntı
yapan hava ile değiştirilme sayısı olan saat başına hava değişimlerine (ACH) göre hava sızıntı oranını tahmin
etmektir. Saat başına hava değişimlerinin sayısı tahmin edildikten sonra odaya sızan havanın kütle akışı
aşağıdaki denklemle belirlenir;
𝑚 𝑎𝑖𝑟=
𝑉𝑟𝑜𝑜𝑚
𝜈 𝑎𝑖𝑟
.ACH (kg/h)
Vroom: Kabin hacmi
vroom: Oda içindeki kuru havanın özgül hacmi
𝑄𝑖nfiltration,sensible = 𝑚 𝑎𝑖𝑟 .(ℎ 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡 − ℎ 𝑟𝑜𝑜𝑚)
kj/h
Qinfiltration, latent =
mair. hfg.(wambient-wroom)

17. Burada; w havanın nem oranı (1 kg dry airdeki su buharı kütlesi), h hava entalpisi ve hfg su
buharlaştırma ısısıdır. Özgül hacim v, entalpi h ve nem oranı w değerleri, havanın sıcaklığı ve bağıl
nemi (veya yaş termometre sıcaklığı) belirtildiğinde psikrometrik grafikten belirlenebilir. Toplam
sızma yükü daha sonra hissedilebilir ve gizli bileşenlerin toplamıdır. ACH değeri, bu koşullar altında
tatmin edici bir performans sağlamak için en olumsuz çalışma koşulları (yükleme veya boşaltma ve
yüksek rüzgâr gibi) altında belirlenmelidir.
Qinfiltration =
Qinfiltration, sensible +Qinfiltration, latent kW

18. KAYNAKLAR
[1]ASHRAE Standart(2010) “Regrigerated-Facility Loads”,Chapter 24,pp 24.1-24.7.
[2]Bulgurcu,H., “İklimlendirme ve Soğutma Programları İçin ,Ticari Soğutma Sistemleri” Balıkkesir,2003
[3]Hüseyin,B.,Soğutma Sistemleri, Eylül 2015,İstanbul,Yayın No:MMO/645
[4]Y,Çengel.,”Isı ve Kütle Transferi”,Chapter 17,pp 17-36.

19. Bir sonraki paylaşımımda örnek üzerinden konuyu daha ayrıntılı
anlatacağım şimdilik amacım bir ticari soğutucunun soğutma yükünün
hesaplamasında hangi bağıntıların kullandığını gösterebilmekti.
Teşekkürler…