Hermetik Pistonlu Kompresör Emme Susturucusunun Soğutma Performansı Üzerindeki Etkisinin Deneysel ve Sayısal İncelenmesi

Bu çalışmada ev tipi buzdolaplarında kullanılan hermetik pistonlu kompresörlerdekiemme susturucusunun, mevcut ve prototip olmak üzere iki farklı tasarımıiçin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri ve kalorimetre deneylerikarşılaştırılmıştır. Kalorimetre deneylerinde, buzdolabı soğutma çevrimi esasınagöre çalışan sistemde sıcaklık ve basınç değerleri ölçülmüş ve soğutma kapasitesihesaplanmıştır. HAD analizleri, üç farklı çalışma hızında deneysel olarak belirlenenisobütan (R600a) soğutkanının kütlesel debisi sınır koşulu olarak tanımlanmaksuretiyle SST-k-omega türbülans modeli ile yapılmıştır. Bu bağlamda, iki susturucutasarımı için üç farklı çalışma hızında (1300, 3000 ve 4500 d/dk) yapılan HAD analizlerindenelde edilen susturucu giriş ve çıkışı arasındaki basınç farkları ve deneylerdenelde edilen Soğutma Etkinlik Katsayısı (SEK) değerleri karşılaştırılmıştır.Geliştirilen prototip emme susturucusunda türbülansa bağlı basınç kayıplarınaneden olan geometrik yapılar iyileştirilmiş ve bunun soğutma performansı üzerindeolumlu etkisi gözlemlenmiştir. Yeni tasarıma sahip olan prototip emme susturucusununtermodinamik açıdan daha iyi sonuçlar verdiği ve farklı kompresör çalışmadevirlerinde SEK’de 0,02-0,03 W/W artış sağladığı görülmüştür.

Experimental And Numerical Investigation of the Effect on Cooling Performance by Suction Muffler in Hermetic Reciprocating Compressor

In this study, Computational Fluid Dynamics (CFD) analyzes and validation experiments are performed for two different models of suction mufflers in hermetic reciprocating compressors used in domestic refrigerators. In compressor calorimeter tests, temperature and pressure values are measured and the cooling capacities are calculated in the refrigeration cycle. CFD analyzes are performed by using SST-komega turbulence model where the refrigerant’s (isobutene R600a) experimentally determined mass flow rates at three different speeds are imposed as boundary conditions. Then, the pressure differences between the suction muffler inlet and outlet from CFD results and the Coefficient of Performance (COP) values obtained from the experiments are compared. The suction muffler prototype, that is developed to be an alternative and novel suction muffler design has a positive effect on the cooling performance, since the geometric modifications influence the pressure losses related to turbulence effects. The suction muffler prototype provides thermodynamically better results and an increase of 0,02-0,03 W/W in COP at various compressor operating speeds.

___

  • [1] Ribas, A. F., Deschamps C. J., Fagotti, F., Morriesen, A. & Dutra T., (2008), “Thermal Analysis of Reciprocating Compressors” - A Critical Review, International Compressor Engineering Conference at Purdue, 1907, July 17- 20, 2008.
  • [2] Rigola, J. et al., (2014), “Numerical Analysis of Suction Mufflers” – International Compressor Engineering Conference at Purdue, 2381, July 14-17, 2014.
  • [3] Kim, B. H., Lee, S. T. & Park, S. W., (2004), “Design of the Suction Muffler of a Reciprocating Compressor Using DOE (Theoretical and Experiment Approach)”, International Compressor Engineering Conference at Purdue, 1602, July 12-15, 2004.
  • [4] Menter, F. R., (1993), “Zonal Two Equation k-ω Turbulence Models for Aerodynamic Flows”, 24th Fluid Dynamics Conference, Orlando, Florida, USA: July 6-9.
  • [5] Wijnstekers, J. & Janssen, M., (2003), “Operational Manuel Compressor Calorimeter (Report 032222/AR24)”, RE/GENT B. V., The Netherlands.