Maddenin Hal Değişiklikleri · 2019. 1. 9. · Basınç-entalpy (P-H) or Mollier diagram A ile B arasında yüksek basınçtan düşük basınca doğru değişim ve genleşme süreci

İKLİMLENDİRME SOĞUTMA EĞİTİM DANIŞMA ve ARAŞTIRMA DERNEĞİ

Termodinamiğin Temelleri

Maddenin Hal Değişiklikleri

Bir madde sürekli ısınma veya soğuma esnasında pek çok hal değişikliğine uğrar. Bir maddenin hangi halde bulunduğu, onun sıcaklığına ve ona etki eden basınca bağlıdır. Madde hal değiştirirken, sıcaklık maddenin tümü diğer hale dönüşene kadar sabit kalır.


Buharlaşma ısısı, sıvı içinde ortaya çıkan daha büyük bağ kuvvetlerinden dolayı erime ısısına göre çok daha

büyüktür.

Su için p = 1,013 bar iken sıcaklık-entalpi grafiği


Faz Grafiği Su, deniz seviyesinde 100 °C’de buharlaşır.

Burada yaklaşık olarak ortam basıncı pamb = 1,013 bar değeri hakimdir.

Eğer suya bir dağda ısı enerjisi verilirse, daha düşük bir sıcaklıkta buharlaşır. 2.000 m yüksekliğindeki bir dağda yaklaşık 0,8 bar ortam basıncı pamb hakimdir. Suyun bu yükseklikteki buharlaşma sıcaklığı yaklaşık 93,5 °C’dir.


Madde üzerine etki eden basınç ne kadar düşük olursa, moleküllerin bağdan kurtulmaları o kadar kolay olur ve buharlaşma sıcaklığı da o kadar düşük olur.

Bir maddenin çeşitli hal değişikliklerinin sıcaklık ve basınç ilişkisi faz grafiği ile gösterilir.


Grafikteki üç eğri, yalnız katı veya yalnız sıvı veya yalnız gaz fazlarının olabileceği bölgeleri sınırlandırmaktadır. Üç bölgenin de birbirine sınır olduğu noktada, yani üçlü noktada, üç faz da yanyana bulunur.

Eğriler üzerindeki noktalarda ise iki faz yan yana bulunur. Eğrinin üçlü nokta T ve kritik nokta K arasındaki kısmına sıvının buhar basıncı eğrisi veya kaynama eğrisi denir.


Bir maddenin faz değişiklikleri soğutma tekniğinde büyük bir öneme sahip olduğundan, bu konu su örneğinde daha ayrıntılı açıklanacaktır.

Buhar basıncı eğrisi boyunca su ve su buharı yanyana bulunur. Suyun su buharına dönüşümünde, tüm sıvı parçacıklarının bağ kuvvetlerinden kurtulabilmeleri için büyük miktarda ısı verilmelidir. Bu sırada bir parçanın buhar halinde ve bir başka parçanın da hala sıvı halde olduğu görülür.


Mu

tlak

Bas

ınç

h (kj/kg)

P

(bar)

27,81

8 H

Z

HA

HC

HE

HD

HD-HE=Aynı Fazda Soğutma

Aşırı soğutulmuş sıvı

Kızgın buhar

Kompresör

Kondenser

HC-HA=N.S.E

Net soğutma etkisi

0°C

50°C

A

B

E

C

D

Z

Doymuş sıvı

Doymuş sıvı

Doymuş buhar

Evaporatör

Entalpi

Freon 410 A Entalpi-Basınç-Sıcaklık Diyagramı üzerine soğutma elemanlarının yerleşimi

HD-HC=Sıkıştırma

Kızgın buhar Doymuş buhar

46°C

A’

C’


(Heat)Specific Enthalpy KJ/Kg

Tem

per

atu

re d

eg C

Expansion valve outlet/Evaporator inlet

Evaporator outlet/Compressor inlet

Compressor outlet/Condensor inlet

Condensor outlet/ Expansion valve inlet

Temperature-Enthalpy Chart


(Heat)Specific Enthalpy KJ/Kg

Pre

ssu

re (

bar

)

Expansion valve outlet/Evaporator inlet

Evaporator outlet/Compressor inlet

Compressor outlet/Condensor inlet Condensor outlet/

Expansion valve inlet

Physical State Line

Liq

uid

P

has

e

Vap

ou

r P

has

e

Saturated Mixture Phase

Dryness Faction lines

Critical Point Critical Pressure

Constant Temperature Lines


LP

HP

Critical Temperature Line

Pressure – Enthalpy Chart (Phase Diagram)

Hata


Yeni molieri ekle


Constant Entropy LInes



Basınç-entalpy (P-H) or Mollier diagram

A ile B arasında yüksek basınçtan düşük basınca doğru değişim ve genleşme süreci

B ile B’ arasında flashed-off olarak adlandırılan sıvı akışkanın bir kısmının buharlaşarak kendini hal değişim sıcaklığına kadar soğutması

B ile C arasında sabit sıcaklık ve basınçta sıvı-gaz hal değişimi (Evoparasyon)

C ile C’ arasında gazın aşırı ısıtılması, tamamen gaz haline geçiş (Super Heat)

C’ ile D arası sıkıştırma süreci

D ile E arası akışkanın gaz halde hal değişim sıcaklığına kadar soğutulması

E ile F arası sabit basınç ve sıcaklıkta gaz-sıvı hal değişimi (Kondansasyon)

F ile A arası gazın aşırı soğutulması, tamamen sıvı hale geçiş (Sub cooling)


Soğutma Etkisi

- Soğutucu akışkanın her birim kütlesi tarafından emilen ısı soğutucu akışkanın hal değişimine uğramasına neden olur.

- Akışkanın hal değişim değerine kadar soğuması aşamasında dış ortamda bir entalpy değişimi yaşanmaz.

- Soğutucu akışkan hal değişim sıcaklığına geldikten sonra dış ortamdan ısı alarak sıvı gaz hal değişimine devam eder ve bu işlem soğutucu akışkanın sıvı haldeki son kütlesi gaz haline geçinceye kadar devam eder.

- Yukarıdaki örnekte soğutma etkisi şöyledir;


Soğutma Kapasitesi

- Burada bulduğumuz değer soğutucu akışkanın 1 kg mının hal değişiminden elde ettiğimiz değerdir. Sistemin toplam kapasitesini tayin eden akışkanın hızıdır.

- Bu durumda elde etmek istediğimiz soğutma kapasitesini mollier diagramından bulduğumuz kapasite değerine bölersek, gazın akış hızını tespit ederiz.

Hata 168 olmalı


Kompresör Kapasitesi

- Evapratörde birim zamanda buharlaşan gaz miktarı kompresörün kapasitesini belirleyecektir. Belirli bir koşulu sağlamak için, kompresör, buharlaştırıcı (Evaparatör) içinde oluşan buhar hacmine eşit miktarda süpürme hacmine sahip olmalıdır. (m3/h).

- Sürekli çalışma şartlarını korumak için kompresörün süpürme hacmi ile kompresöre giriş şartlarındaki gazın kg başına düşen hacminin birbiri ile örtüşmesi gerekir. Yani;

- V = m x v m3

v = 1.32 bar basınç altında -25°C sıcaklıktaki 1 kg gazın kapladığı hacim

v = 0.18m3/kg

Kompresör pistonun bir saatte vermesi gereken debi

i.e. V = 0.94 x 0.18 x 3600 = 609 m3/h.

Şeklinde bulunur.


Kompresör Isısı

- Kompresöre tamamen buhar halinde giren gaz, kompresörün çıkışında sıkıştırmanın ve kompresörün kendi sıcaklığının etkisi ile ısınır ve basıncı artar. Kompresöre giren gazın basınç ve sıcaklık değerlerini bildiğimize göre giriş entalpy değerini de biliriz. Aynı zamanda kompresörden çıkan gazın basınç ve sıcaklığını bilirsek çıkış entalpy değerinide biliriz bu durumda kompresörün soğutucuya aktardığı ısı miktarı;

Şeklinde bulunur.


Kondanserin görevi

- Kondanserin görevi;

Girişinde yüksek sıcaklıkta gelen gaz fazındaki soğutucu akışkanı gaz fazında soğutmak(Duyulur ısı)

Hal değişim sıcaklığına geldikten sonra, soğutucu akışkanı yoğuşturarak sıvı hale geçmesini sağlamak(Gizli ısı)

Soğutucu akışkanın tamamen sıvı haline gelmesini garanti altına almak için aşırı soğutma (Sub cooling) yapmak. (Duyulur Isı)

- Kondanserdeki ısı transfer miktarı;

= 0.94 (470 – 230.3) = 225.3 kW

Şeklinde bulunur.


VERİMLİLİK Coefficient of performance

- Soğutma Sistemin Verimi, sistemden aldığımız ısı kapasitesinin kompresörde oluşan ısı kapasitesine bölümüdür.

- Bir başka deyişle Evapratörden alınan ısı enerjisinin, kompresöre verilen elektrik enerjisine oranıdır.

- Örneğimiz için;

Hata kompresörün harcadığı elektrik enerjisinin hesaplamada kullanılması gerekir


TEK BĠR DIġ ÜNĠTEYE (VEYA DIġ ÜNĠTE GRUBUNA)

TEK BĠR BAKIR BORU HATTI ĠLE BAĞLANAN

ÇOK SAYIDA FARKLI ĠÇ ÜNĠTE MODELĠ ĠLE

ISITMA VE/VEYA SOĞUTMA YAPARAK ĠSTENĠLEN

ĠKLĠM KOġULLARINI GELĠġMĠġ BĠREYSEL VEYA MERKEZĠ KONTROL

SĠSTEMLERĠ ĠLE

YÜKSEK VERĠMDE SAĞLAYAN SĠSTEMLERDĠR.

VRV, ingilizce Variable Refrigerant Volume kelimelerinin

(Değişken Soğutucu Akışkan Debisi) kısaltmasıdır.


Dış ünite kirliliği

Diğer sistemlere göre çok uzun bakır borulama mesafeleri

Çok sayıda dıĢ ünite sebebiyle yer ihtiyacı

Uzun kot farkları DıĢ ünitenin yukarı veya aĢağıya

konulması gereken durumlar (giydirme cepheli binalar) (Örn.

Yüksek Bloklar)

Her bir iç üniteye dış üniteden ayrı ayrı bakır boru hattı

çekme zorunluluğu olmaması


* Birbirinden bağımsız birden fazla

bölgenin iklimlendirme ihtiyacının olduğu

ve yük ihtiyacının sürekli değiştiği otel,

hastane, ofis, restoran,mağaza, tiyatro,

sinema gibi tüm yapılar,

* Cam giydirme cepheli yüksek

binalar, * Mimari unsurların ön planda olduğu ya

da dış cephesinde deformasyon

istenmeyen tarihi yapılar, * Bina içinde soğutucu akışkan borularına

göre çok büyük yer kaplayan hava

kanallarının geçirilmesinin zor olduğu

yapılar,

* Mevcut ısıtma-soğutma tesisatının

yetersiz kaldığı ve tadilat gerektiren

yapılar,


•Mekanik tesisata yeterince yer ayrılamayan,

soğutucu sistemin açık havaya (çatı,bahçe)

konulması gereken yapılar,

* Her noktasında konfor istenen villalar,

* Ayrı bölümlerdeki kiracı gruplarının

kendilerine özel fatura istediği (harcanan

enerjinin paylaşımı ve kontrolü) iş

merkezleri, plazalar

* Soğutma yüklerinin çok değişken olduğu

oteller olarak özetlenebilir.

27 / 219

HAVA SOĞUTMALI - HEAT-PUMP

- YALNIZ SOĞUTMA

- ISI GERĠ KAZANIMLI

SU SOĞUTMALI HEAT-PUMP & ISI GERĠ KAZANIMLI

HAVA SOĞUTMALI (MINI VRV / F) - HEAT-PUMP

VRV / F SĠSTEMLER


duyulur

t

Q

21 kJ/kg

q = 4,18 kJ/kgK / dt = 5 K

t

Q

10 kJ/kg

q = 1,0 kJ/kgK / dt = 10 K

duyulur

gizli

Q

6°C de evaporasyon

215 kJ/kg

R-410A ;

Suya göre 10 KAT, Havaya göre 20 KAT daha fazla ısı kapasitesine sahiptir.

AkıĢkan Isı Türü Isı Kapasitesi

SU

HAVA

SOĞUTUCU

AKIġKAN

R-410A


Akışkanı Taşımak İçin Gerekli Boru Çaplarının Karşılaştırması (Isıtma ve Soğutma için)

Ø 28,6 mm

Ø 15,9 mm

Ø 50 mm

Ø 50 mm

1000 mm

40

0 m

m

600 mm

60

0 m

m

veya

Her zaman iki

kanal gerekiyor

veya

Bakır boru Çelik boru

Galvaniz çelik

R-410A ; tesisatta Suya göre 4,5 KAT ;Havaya göre 900 KAT daha AZ yer kaplar.

Karşılaştırmalar 28kW

soğutma kapasitesi

içindir.

SU

HAVA

SOĞUTUCU AKIġKAN R-410A


1,14 kW FCU Sirkülasyon Pompası +

fancoil fan motoru

0,57 kW Fan motoru

AHU

Sirkülasyon Pompası

+

Fan motoru

4,18 kW

AkıĢkanların Çekilen Güçler Açısından KarĢılaĢtırılması (Isıtma ve Soğutma için)

R-410A ; Suya göre 2 KAT ;Havaya göre 6 KAT daha verimlidir.

AkıĢkan

SU

HAVA

SOĞUTUCU

AKIġKAN

R-410A

Gerekli Enerji Nerede Harcanıyor


HAVA SOĞUTMALI VRV / F SĠSTEM

HEAT-PUMP VEYA SADECE SOĞUTMA

HAVA SOĞUTMALI VRV / F SĠSTEM

ISI GERĠ KAZANIMLI


SU SOĞUTMALI VRV / F SĠSTEM

HEAT-PUMP

SU SOĞUTMALI VRV / F SĠSTEM

ISI GERĠ KAZANIMLI


HEAT-PUMP

Dış Ünite Kapasite Aralığı : 5 ~ 54HP Bağlanabilen Maksimum İç Ünite Sayısı : 64 adet (54HP)


Dış Ünite

İç Üniteler

Bakır Borular

HEAT-PUMP SİSTEMİN ÇALIŞMA PRENSİBİ


T1 = Soğutucu akıĢkan çıkıĢ sıcaklık sensörü (sıvı)

T2 = Soğutucu akışkan çıkış sıcaklık sensörü (gaz)

T3 = Emiş havası sıcaklık sensörü

T4 = Uzaktan kumanda hava sıcaklık sensörü

Emiş

Üfleme T2

T1

T3

Fan Hızı

T4

Sıvı

Gaz

Ġç Ünite

CPU

Elektronik GenleĢme Vanası

(0~2000 sinyal)

T1 = Soğutucu akıĢkan çıkıĢ sıcaklık sensörü (sıvı)

T2 = Soğutucu akışkan çıkış sıcaklık sensörü (gaz)

T3 = Emiş havası sıcaklık sensörü

T4 = Uzaktan kumanda hava sıcaklık sensörü

Emiş

Üfleme T2

T1

T3

Fan Hızı

T4

Sıvı

Gaz

Ġç Ünite

CPU

Elektronik GenleĢme Vanası

(0~2000 sinyal)

T1=Soğutucu akışkan giriş sıcaklık sensörü (sıvı) T2=Soğutucu akışkan çıkış sıcaklık sensörü (gaz) T3=Emiş havası sıcaklık sensörü T4=Uzaktan kumanda hava sıcaklık sensörü


•VRV’nin kendi içindeki yazılımı sayesinde optimum soğutucu akışkan çevrimi iç-dış ünite sıcaklıkları ve dış ünite tipine göre hesaplanır.

•Eğer fabrika şarjı optimum çevrimi sağlayamayacak kadar yetersiz ise ilave akışkan sisteme ilave edilir.

Entalpi

Mu

tlak

bas

ınç

Optimum çevrim

Fabrikada yapılmış olan gaz şarjının çevrim


* Inverter Kompresör ile Soğutucu Akışkan Kontrolü

P INV ST1 ST2 INV

INV

INV

ST2

ST1 ST1 INV ST1 ST2

0% 100%

100%

Kompresör kapasite kontrolü

Yük

PCB Çok kademeli inverter

kompresör

10%


Neodyum Devrimi

Asenkron Alternatif Akım Motoru

Bir mıknatısın karşısındaki metali çekmesine benzer. Çekim gücü sadece mıknatıstadır.

AA motorlarda yaratılan döner alan, ortadaki demir kafesi kendisine çekerek döndürür.


Neodyum Devrimi


Brushless Motor

Brushless Motor (DC Inverter)

Bir mıknatısın karşısındaki mıknatısı çekmesine benzer. Çekim gücü her iki mıknatıstadır.

Brushless motorlarda yaratılan döner manyetik alan, ortadaki manyetik kafesi kendisine çekerek döndürür.


Örnek Proje CEVAHİR HOLDİNG

SKY CITY

MACEDONIA


CEVAHİR HOLDİNG

SKY CITY

MACEDONIA

Documents

Maddenin Hal Değişiklikleri · 2019. 1. 9. · Basınç-entalpy (P-H) or Mollier diagram A ile B arasında yüksek basınçtan düşük basınca doğru değişim ve genleşme süreci