ĠKLĠMLENDĠRME DENEYĠ MAK-LAB008 1 GĠRĠġ İnsanlara konforlu bir ortam sağlamak ve endüstriyel amaçlar için uygun koşullar yaratmak maksadıyla iklimlendirme yapılır İklimlendirmede başlıca avanın sıcaklığı ve nemi kontrol edilmektedir Amaca göre ava ısıtılmakta ya da soğutulmakta ve avanın nem oranı artırılmakta veya azaltılmaktadır Hava içerisinde su buarı bulunması durumunda nemli ava oluşur Nemli ava içerisinde bulunan su buarının kütlesi buarlaşma ve yoğuşma nedeniyle değişir Nemli ava içerisindeki nem miktarı özgül nem ve bağıl nem şeklinde ifade edilebilir Nemli avanın içerdiği m b toplam nem (su buarı) kütlesinin, m kuru avanın kütlesine oranına özgül nem adı verilir ve özgül nem m m b kg nem kg kuru ava (1) eşitliğinden esaplanır Bağıl nem, 1 m 3 avanın içerdiği su buarı kütlesinin, avanın aynı sıcaklık ve aynı toplam basınçta içerebileceği maksimum su buarı miktarına oranı olarak tanımlanır ve değeri P b Pd (2) eşitliğinden belirlenir Burada P b nemli avada bulunan su buarının kısmi basıncı ve P d de su buarının o sıcaklıktaki doyma basıncı olup su buarı tablolarından elde edilebilir Kuru ve yaş termometre sıcaklıkları ölçülerek psikrometrik diyagram (nemli ava diyagramı) yardımıyla nemli avanın özgül acmi, bağıl ve özgül nem miktarı ve özgül entalpisi elde edilebilir Psikrometrik diyagram Şekil 2 de verilmiştir 2 DENEY DÜZENEĞĠ 60
Deney düzeneği şematik olarak Şekil 1 de gösterilmiştir Kenar uzunluğu 254 mm olan kare kesitli bir kanalda ava akışı, değişken ızlarda çalıştırılabilen bir vantilatör yardımıyla sağlanmaktadır (A) Kanal boyunca ısıtma ve soğutma bölgeleri bulunmaktadır Isıtma (B) ve (F) ile gösterilen elektrikli ısıtıcılarla yapılırken; soğutma, dolayısıyla nem alma işlemi (E) ile gösterilen buar sıkıştırmalı soğutma devresi ile elde gerçekleştirilmektedir Soğutucu akışkan olarak R12 (Freon 12) kullanılmaktadır Freon 12 için Basınç-Entalpi diyagramı Şekil 3 te verilmiştir Nemli avanın yaş ve kuru termometre sıcaklıkları Şekil 1 de (A), (D) ve (G) olarak gösterilen noktalarda ölçülerek bu kesitlerde nemli avanın özgül acmi, özgül ve bağıl nem miktarları ve özgül entalpisi belirlenmektedir Kanaldan geçen ava debisi, çıkış kesitinde bulunan bir orifis yardımıyla ölçülmektedir Şekil 4 te kanaldan geçen ava debisinin orifiste oluşan basınç farkıyla değişimi verilmiştir Şekil 1 İklimlendirme deney düzeneği Şekil 2Psikrometrik diyagram Şekil 3Freon 12 için Basınç-Entalpi diyagramı Soğutma devresinde soğutucu akışkanın yoğuşturucu çıkışındaki basıncı bir manometre ve sıcaklığı bir termometre ile ölçülmektedir Benzer şekilde soğutucu akışkanın buarlaştırıcıya giriş ve buarlaştırıcıdan çıkış basınç ve sıcaklıkları belirlenmektedir Deney düzeneğinde, buarlaştırıcı yüzeyinde yoğuşarak nemli avadan ayrılan nemin miktarı, şekilde gösterildiği gibi ölçekli bir kapta toplanarak belirlenmektedir 3 DENEYĠN YAPILIġI Başlangıçta ava ızının yaş termometre sıcaklığı üzerindeki etkisi belirlendikten sonra değişik ava debilerinde ve değişik ava koşullarında (sıcaklık ve nem) iklimlendirme deneyi yapılmaktadır Deney yapılırken aşağıdaki yol izlenmelidir: - Yaş termometre aznelerine saf su doldurunuz - Nemlendirme için su bağlantısını yapınız - Vantilatörü çalıştırınız - Sadece vantilatör çalışırken çeşitli ava debilerinde ölçüm noktalarındaki yaş ve kuru termometre sıcaklıklarını ölçünüz 61
- Kompresörü çalıştırınız - Değişik ava debilerinde avanın yaş ve kuru termometre sıcaklıklarını ve soğutma devresi için basınç ve sıcaklıkları ölçünüz - Hava ısıtıcısını (B) çalıştırarak değişik ava debilerinde sıcaklık ve basınçları belirleyiniz - Hava ısıtıcısını kapatarak nemlendirme için su ısıtıcısını çalıştırınız Yeterli bir süre bekledikten sonra değişik ava debilerinde basınç ve sıcaklıkları belirleyiniz Her bir ölçüm için yoğuşan nem miktarını ölçünüz UYARI: Deney süresince vantilatör sürekli çalışmalıdır! 4 ÖLÇÜMLERĠN DEĞERLENDĠRĠLMESĠ a) Özgül nem ve bağıl nem (,): Yaş ve kuru termometre sıcaklıkları yardımıyla psikrometrik diyagramdan elde edilir b) Özgül entalpi (): Psikrometrik diyagramdan elde edilir c) Özgül acim (v): Psikrometrik diyagramdan elde edilir d)hava debisi ( ṁ ): Hacimsel debi Şekil 4 yardımıyla elde edilir Kütlesel debi, acimsel debi ile yoğunluğun çarpımına eşittir e) Havanın buarlaģtırıcıda kaybettiği ısı ( Q ): Nemli avanın (D) ve (G) ölçüm noktaları arasındaki entalpi farkının ava debisiyle çarpımına eşittir Q m D G (3) f) Soğutucu akıģkan debisi ( ṁ r ): Havanın buarlaştırıcıda kaybettiği ısının, soğutucu akışkanın buarlaştırıcıda aldığı ısıya eşit olduğu kabul edilerek soğutucu akışkan debisi elde edilir Soğutucu akışkanın buarlaştırıcıya giriş ve buarlaştırıcıdan çıkış entalpileri 4 ve 1 Şekil 3 ten bulunup 1 4 m Q / (4) r 62
bağıntısında kullanılarak soğutucu akışkanın kütlesel debisi esaplanır g) YoğuĢan nem miktarı ( ṁ s ): Nemli avanın (D) ve (G) ölçüm noktaları arasındaki özgül nem farkının ava debisiyle çarpımı olarak s m m D G (5) bağıntısından esaplanır 5 DENEY RAPORUNDA ĠSTENENLER - Deneyin amacının belirlenmesi Hava ızının yaş termometre sıcaklığına etkisini göstermek için: - Tablo alinde ölçülen değerler - Kuru ve yaş termometre sıcaklıkları arasındaki sıcaklık farkının ava ızıyla değişimi grafiği İklimlendirme deneyi için: - Tablo alinde ölçülen değerler - Tablo alinde esaplanan değerler (kütlesel ava debisi, (D) ve (G) kesitlerinde avanın özgül acmi, özgül ve bağıl nem değerleri, özgül entalpi değeri, avanın kaybettiği ısı, soğutucu akışkanın buarlaştırıcıya giriş ve çıkıştaki özgül entalpi değerleri, yoğuşan nem miktarı ve soğutucu akışkan debisi) - Her bir deney için nemli avanın (A), (D) ve (G) kesitlerindeki özeliklerinin psikrometrik diyagramda gösterilmesi - Her iklimlendirme deneyine ilişkin soğutma çevriminin R12 diyagramı üzerinde gösterilmesi -İrdeleme 63
ġekil 1 İklimlendirme deney düzeneği 64
ġekil 2 Psikrometrik diyagram 65
ġekil 3 Freon 12 için Basınç-Entalpi diyagramı 66
Kalibrasyon Şartları A B Kuru termometre sıcaklığı (C) 20 40 Bağıl Nem (%) 50 50 Özgül acim(m 3 /kg) 084 092 ġekil 4Hava debisi için orifis kalibrasyon eğrileri 67
Tablo 1 Hava ızının yaş termometre üzerindeki etkisi deneyi için ölçülen ve esaplanan değerler Deney No (D) de yaş ter sıc ( C) (D) de kuru ter sıc ( C) Basınç farkı (mmss) Sıcaklık farkı, T ( C) Hava ızı (m/s) Tablo 2 İklimlendirme deneyi için ölçülen değerler Deney No (A) da yaş ter sıc ( C) (A) da kuru ter sıc ( C) (D) de yaş ter sıc ( C) (D) de kuru ter sıc ( C) (G) de yaş ter sıc ( C) (G) de kuru ter sıc ( C) Buarlaştırıcı giriş sıcaklığı ( C) Buarlaştırıcı çıkış sıcaklığı ( C) Buarlaşma basıncı (bar) Yoğuşturucu çıkış sıcaklığı ( C) Yoğuşma basıncı (bar) Basınç farkı (mmss) Yoğuşan nem miktarı (cm 3 ) Nem ölçme süresi (s) 68
Tablo 3 İklimlendirme deneyi için esaplanan değerler Deney No Hava Debisi, ṁ kg/) (D) de özgül acim, v D (m 3 /kg) (D) de özgül nem, D (g/kg) (D) de bağıl nem, D (%) (D) de özgül entalpi, D (kj/kg) (G) de özgül acim, v G (m 3 /kg) (G) de özgül nem, G (g/kg) (G) de bağıl nem, G (%) (G) de özgül entalpi, G (kj/kg) Buarlaştırıcıya giriş ent, 4 (kj/kg) Buarlaştırıcıdan çıkış ent, 4 (kj/kg) Havanın kaybettiği ısı, Q (kj/) Soğutucu akışkan debisi, Yoğuşan nem mik(ölçülen), m r (kg/) ṁ sö (kg/) Yoğuşan nem mik(esaplanan), m s (kg/) 69