BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf ·...

51
Öğr . Gör. Orhan EKREN Ege Üniversitesi Doç. Dr. Serhan KÜÇÜKA Dokuz Eylül Üniversitesi BİR SOĞUTMA GRUBUNDA KOMPRESÖR HIZININ BULANIK MANTIK ALGORİTMA İLE KONTROLÜ

Transcript of BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf ·...

Page 1: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Öğr. Gör. Orhan EKRENEge Üniversitesi

Doç. Dr. Serhan KÜÇÜKA Dokuz Eylül Üniversitesi

BİR SOĞUTMA GRUBUNDA KOMPRESÖR HIZININ BULANIK

MANTIK ALGORİTMA İLE KONTROLÜ

Page 2: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

• ÇALIŞMANIN AMACI

• DENEY DÜZENEĞİ

• BULANIK MANTIK KAVRAMI

• YAPILAN KONTROL DENEYLERİ

• SONUÇLAR

SUNUM İÇERİĞİ

2O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 3: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı. Bu ,kısmi

yüklerde soğutma kapasitesinin yüke göre ayarı ile yapılır.

• On-Off kontrol (termostat ile)

• Çoklu kompresör kullanma

• Silindir yük boşaltma (pistonlu kompresörlerde)

• Sürgü valfi ile kontrol (vidalı kompresörlerde)

• Sıcak gaz by-pass

• Hareketli scroll (Dijital scroll) ile kapasite kontrolü

• Değişken hızlı (devirli) kompresör kullanma

ÇALIŞMANIN AMACI

3O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 4: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Literatürde Yapılmış Çalışmalar;

• Değişken Hızlı; Pistonlu, Rotary ve Scroll tip kompresörler “Soğuk Oda” ve

“Isı Pompası” uygulamalarında araştırılmıştır. Kompresör hızı 20 ile 120 Hz

arasında değişir. Kontrol PID gibi yöntemlerle yapılır.

Mevcut Çalışmada;

• Sabit hızlı (50 Hz) çalışmak için tasarlanan scroll kompresör invertör ilavesi

ile değişken hızlı çalıştırılmıştır. Kompresör hızı, 30 Hz ile 50 Hz arasında

değiştirilmiştir. Kompresör hızı, su sıcaklığına göre bulanık mantık kontrol

algoritması ile kontrol edilmiştir. Böylece, su soğutma gruplarında, soğutma

performans katsayısı ve elektrik tüketimi üzerindeki etkisi incelenerek

ON/OFF kontrol ile karşılaştırma amaçlanmıştır.

ÇALIŞMANIN AMACI

4O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 5: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

DENEY DÜZENEĞİ

5O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 6: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Deney düzeneğini, soğutma sistemi ve kontrol sistemi olarak iki grupta

inceleyebiliriz;

• Soğutma sistemi :

DENEY DÜZENEĞİ (Soğutma Sistemi)

Eleman Özellikler

Kompresör Copeland, Scroll (soğutkan R134a)Kapasite: 2,8 Hp, 380 V, 50 Hz

Kondenser Hava soğutmalı

Evaporatör Su soğutan

GenleşmeVanası

EGV, Step motor kontrollu

TGV, Sporlan, dıştan dengelemeli

6O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 7: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

DENEY DÜZENEĞİ

7O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 8: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

• Kontrol Sistemi

İnvertör

Step motor kontrol devresi

Kontrol birimi

Ölçüm elemanları

DENEY DÜZENEĞİ (Kontrol Sistemi)

8O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 9: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

• İnvertör 2.2 kW olup, 3 faz çıkışa sahiptir. Kontrolde V/f (380/50=7,6) oranı

sabittir. Devir sayısı, 30 Hz= 900 dev/dk. ve 50 Hz = 1500 dev/dk. dır.

DENEY DÜZENEĞİ (İnvertör)

fminimum

Volt

Vmaksimum

f maksimum frekans

Sabit tork bölgesi

Sabit güç bölgesi

Vminimum

120 * f (Hz)

n (dev/dk) = -----------------------

p (kutup sayısı)

9O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 10: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Step motor kontrol devresi ; EGV

DENEY DÜZENEĞİ (Step Motor Kontrol Devresi)

10O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 11: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Sistemden data alınması ve invertöre kontrol sinyalinin gönderilmesi HP

data logger ve 0-10 Volt analog sinyal gönderebilen kontrol kartı ile yapıldı.

DENEY DÜZENEĞİ (Kontrol Birimi)

11O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 12: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Yapılan Ölçümler;

• Kondenser öncesi ve sonrası hava sıcaklığı ile kanaldan geçen hava debisi

Sıcaklık “T” tipi ısıl çift ile ölçülmüş, debi ise lülede hesaplanan hava akış

hızından hesaplanmıştır.

• Evaporatör giriş çıkışındaki su sıcaklığı ile geçen su debisi ölçülmüştür. Su

debisi venturi düzeneğinde ölçülen basınç düşümünden hesaplanmıştır.

DENEY DÜZENEĞİ (Ölçüm Elemanları)

12O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 13: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

DENEY DÜZENEĞİ

13O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 14: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

• Kondenser, kompresör, evaporatör ve genleşme vanası giriş çıkışlarında

sıcaklık yanında basınçlar da ölçülmüştür.

• Besleme hattı üzerinden kompresör gücü ölçülmüştür.

DENEY DÜZENEĞİ (Ölçüm Elemanları)

51,6mm

35,6mm

Ø17mm

Ölçüm aralığı:220/600V,50/60 Hz

Hata : ±%1,5

14O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 15: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Bu yöntem, insan beyninin öğrenmesini taklit eden yapay zeka yöntemidir.

Otomobil park, çamaşır makinası vb. birçok uygulamada kullanılır. Kontrol

için modele gerek yoktur. Karar verme mekanizması bir uzmanın

oluşturduğu kurallarla olur.

Soğuk kavramı nedir ? Örn. 15oC soğuk mudur!

BULANIK MANTIK (Bulanık Mantık Kavramı)

Bulanık Mantık TeorisiKlasik Mantık teorisi

15O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 16: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Veriler belirli aralıklara bölünerek, herbiri geometrik bir şekille ifade edilir. Bunlara

“Üyelik Fonksiyonu” denir. Bir elemanın hangi üyelik fonksiyonuna ait olduğu

“Üyelik Derecesi” ile belirlenir.

BULANIK MANTIK (Üyelik Fonksiyonu ve Derecesi )

0,65

0,30

Sıcak

3

Soğuk

1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 T (oC)

0

Üyelik

derecesi

1

0,8

0,6

0,4

0,2

Ilık

2

Çok Sıcak

4

16

Page 17: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

En çok kullanılan “üyelik fonksiyonlarının” geometrik ifadesi;

Üçgen Üyelik Fonksiyon Gauss Üyelik Fonksiyon

Trapezoidal Üyelik Fonksiyon

Değişkenler uygun aralıklara bölünerek ayrı üyelik fonksiyonları ile ifade edilir.

BULANIK MANTIK (Üyelik Fonksiyonu)

17O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 18: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Bulanık Kontrol için kontrol GİRDİ ve ÇIKTI belirlenir:

BULANIK MANTIK (Üyelik Fonksiyonu)

BULANIK MANTIK KONTROL

GİRDİLER..

ÇIKTILAR..

KOMPRESÖR BULANIK MANTIK KONTROLU

Su Çıkış Sıcaklığı Hatası (Girdi-1) Kompresör Hızının

DeğişimiKompresör Hızının Önceki Değişimi(Girdi-2)

18O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 19: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Girdi-1 : HATA= Gerçek değer - Ayar değeri (9 oC)

NY:negatif yüksek, NO:negatif orta, S:sıfır, PO: pozitif orta, PY:pozitif yüksek

BULANIK MANTIK (Üyelik Fonksiyonu)

19O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 20: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Girdi-2

ÇK: çok küçük, K: küçük, O: orta, B: büyük, ÇB: çok büyük

BULANIK MANTIK (Üyelik Fonksiyonu)

20

Page 21: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Çıktı :

ÇK: çok küçük, K: küçük, O: orta, B: büyük, ÇB: çok büyük

BULANIK MANTIK (Üyelik Fonksiyonu)

21

Page 22: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Bulanık mantık ile kontrol ÜÇ aşamadan oluşur;

Bulanık kontrol yapılırken uygun sayıda GİRDİ ve ÇIKTI seçilir. Girdiler ve çıktılar

Üyelik Fonksiyonları ile bulanıklaştırılır yani geometrik bir şekille ifade edilir.

Karar verebilmek için ise çıkarım aşamasında Kural Tablosu oluşturulur.

BULANIK MANTIK (Bulanık Kontrol Aşamaları)

Bulanıklaştırma Durulaştırma

Bilgi Tabanı

ÇıkarımGirdi Çıktı

22O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 23: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör bulanık mantık kontrolü için “Kural Tablosu” uzman

deneyiminden yararlanılarak oluşturulur. Burada iki girdi bir çıktı var.

EĞER Su Sıcaklık Hatası=NY VE Frekansın Önceki Değişimi=ÇK İSE Frekans=K

BULANIK MANTIK (Çıkarım)

Frekans Değişimi (Çıktı)

Frekansın Önceki Değişimi (Girdi-2)ÇK K O B ÇB

Su Sıcaklık Hatası (Girdi-1)

NY K O B B ÇB

NO K O B B ÇB

S ÇK K O B ÇB

PO ÇK ÇK K O B

PY ÇK ÇK K O B

23O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 24: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

BULANIK MANTIK (Kuralllar)

Eğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NY ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇK ise Frekans Değişimi (Çıktı)=KEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NY ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=K ise Frekans Değişimi (Çıktı)=OEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NY ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=O ise Frekans Değişimi (Çıktı)=BEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NY ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=B ise Frekans Değişimi (Çıktı)=BEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NY ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇB ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇB

Eğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇK ise Frekans Değişimi (Çıktı)=KEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=K ise Frekans Değişimi (Çıktı)=OEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=0 ise Frekans Değişimi (Çıktı)=BEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=B ise Frekans Değişimi (Çıktı)=BEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = NO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇB ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇB

Eğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = S ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇK ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇKEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = S ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=K ise Frekans Değişimi (Çıktı)=KEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = S ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=O ise Frekans Değişimi (Çıktı)=OEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = S ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=B ise Frekans Değişimi (Çıktı)=BEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = S ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇB ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇB

Eğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇK ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇKEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=K ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇKEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=O ise Frekans Değişimi (Çıktı)=KEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=B ise Frekans Değişimi (Çıktı)=OEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PO ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇB ise Frekans Değişimi (Çıktı)=B

Eğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PB ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇK ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇKEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PB ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=K ise Frekans Değişimi (Çıktı)=ÇKEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PB ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=O ise Frekans Değişimi (Çıktı)=KEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PB ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=B ise Frekans Değişimi (Çıktı)=OEğer Sıcaklık Hatası(Girdi-1) = PB ve Frekans önceki değişimi (Girdi-2)=ÇB ise Frekans Değişimi (Çıktı)=B

24O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 25: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

BULANIK MANTIK (Örnek)

-8 8 0 200 20

Girdi-1 Girdi-2 Çıktı

Hata = -6 Frekans değişimi = 15

Frekans değişimi = 19

NY BVE(minimum)

B

25

Page 26: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Durulaştırma işlemi;

BULANIK MANTIK (Durulaştırma)

Frekans değişimi

Üyelik derecesi

26O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 27: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör hız kontrolü için kontrol yüzeyi;

BULANIK MANTIK (Kompresör Kontrol Yüzeyi)

27O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 28: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Üç tip deney yapılmıştır ;

1 .ve 2. tip deneylerde kompresör ve EGV davranışının termodinamik açıdan

incelenmesi ve bulanık mantık algoritma kural tablosunun oluşturulmasında

kullanılmıştır.

YAPILAN DENEYLER

Kompresör EGV

1 30 Hz ile 50 Hz arası 5 Hz’lik artış ilemanual olarak açılmıştır.

Sabit tutulmuştur.

2 Sabit tutulmuştur.Açıklığın %10‘u ile %45’i arası %5‘lik%45‘i ile %55’i arası %1’lik dilimlerleaçılmıştır.

28O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 29: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör hızının aşırı soğutma ve kızgınlık üzerindeki etkisi,

YAPILAN DENEYLER (Kompresör Hızı ile ilgili)

0

2

4

6

8

10

12

14

50 Hz45 Hz40 Hz35 Hz30 Hz

De

ğişi

m (

oC

)

Kompresör Hızı

Aşırı Soğuma

Kızgınlık

29O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 30: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör hızı ile kondenser, evaporatör ve kompresör kapasitesi değişimi,

YAPILAN DENEYLER (Kompresör Hızı ile ilgili)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

30 Hz 35 Hz 40 Hz 45 Hz 50 Hz

Kap

asit

e (

kW)

Kompresör Hızı

Kondenser

Evaporatör

Kompresör

30O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 31: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör hızı ile soğutucu akışkan debisi değişimi,

YAPILAN DENEYLER (Kompresör Hızı ile ilgili)

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

30 Hz 35 Hz 40 Hz 45 Hz 50 Hz

Soğu

tucu

Akı

şkan

De

bis

i (kg

/sn

)

Kompresör Hızı

31O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 32: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör hızı ile basınçların değişimi,

YAPILAN DENEYLER (Kompresör Hızı ile ilgili)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

50 Hz45 Hz40 Hz35 Hz30 Hz

Bas

ınç

(kP

a)

Kompresör Hızı

Kompresör Basma

EGV Giriş

EGV Çıkış

Kompresör Emme

32O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 33: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör hızı ile isentropik verim ve COP değişimi,

YAPILAN DENEYLER (Kompresör Hızı ile ilgili)

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

30 Hz 35 Hz 40 Hz 45 Hz 50 Hz

Soğu

tma

Etki

nlik

Kat

sayı

sı (

CO

P)

veIs

en

tro

pik

Ve

rim

Kompresör Hızı

Soğutma Etkinlik Katsayısı

Isentropik Verim

33O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 34: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Bulanık mantık kontrol deneyleri ;

YAPILAN DENEYLER (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

Sıra Kompresör Genleşme Vanası

a-) msu= 0,496’ dan 0,100 kg/sn’ ye indi (Thava giriş= 30 oC , Tsu giriş= 13 oC)

1 Bulanık kontrollü (Tsu çıkış = 9 oC) TGV (Kızgınlık=8 oC)

2 Bulanık kontrollü (Tsu çıkış = 9 oC) EGV bulanık mantık kontrollü (Kızgınlık=8 oC)

b-) msu = 0,100 kg/sn (Thava giriş= 30 oC, Tsu giriş = 13 oC)

3 Bulanık kontrollü (Tsu çıkış = 9 oC) EGV bulanık mantık kontrollü (Kızgınlık=8 oC)

4Sabit hız (f= 50 Hz) ve açık/kapalı kontrol(Tsu çıkış = 9 oC)

TGV (Kızgınlık=8 oC)

34O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 35: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Evaporatör çıkışında “su sıcaklığı” kontrolü (EGV Bulanık Kontrollü);

YAPILAN DENEYLER (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

35O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.011.012.013.014.0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Su S

ıcak

lığı (

oC

)

Zaman (sn)

Su Giriş Sıcaklığı

EGV'li Su Çıkış Sıcaklığı

Page 36: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Evaporatör çıkışında “su sıcaklığı” kontrolü (EGV Bulanık Kontrollü);

YAPILAN DENEYLER (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Ko

mp

resö

r H

ızı (

Hz)

Zaman (sn)

Kompresör Bulanık Kontrollu

36O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 37: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Evaporatör çıkışında “su sıcaklığı” kontrolü (EGV Bulanık Kontrollü ve TGV);

YAPILAN DENEYLER (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.011.012.013.014.0

0 400 800 1200 1600 2000 2400

Su Ç

ıkış

Sıc

aklığ

ı (oC

)

Zaman (sn)

Su Giriş Sıcaklığı

Kompresör Bulanık Mantık Kontrollu

Kompresör Sabit Hızlı

37O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 38: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Kompresör “güç tüketimi” ;

YAPILAN DENEYLER (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.8

0 400 800 1200 1600 2000 2400

Ko

mp

resö

r G

üç

Tüke

tim

i (kW

)

Zaman (sn)

Kompresör Açık/Kapalı Kontollu(TGV ile)

Kompresör Bulanık Kontrollu (TGV ile)

Kompresör Bulanık Kontrollu (EGV ile)

38O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 39: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Elde edilen sonuçlara göre;

• Bulanık mantık kontrollü değişken hızlı soğutma grubunda, sabit hızlı

açık/kapalı kontrol edilen sisteme göre % 9,6 elektrik tasarrufu,

• Bulanık mantık kontrollü değişken hızlı soğutma grubunda, sabit hızlı

açık/kapalı kontrol edilen sisteme göre % 33,4 COP artışı,

• Değişken hızlı sistemde düşük basma sıcaklıkları sayesinde soğutkan ve

yağ bozulması riski azalmıştır,

SONUÇLAR

39O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Administrator
Cross-Out
Administrator
Highlight
Administrator
Highlight
Administrator
Rectangle
Administrator
Pencil
Administrator
Pencil
Administrator
Stamp
Page 40: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Elde edilen sonuçlara göre;

• Soğutma grubunda, sabit hızlı çalışmak üzere dizayn edilen bir

kompresörün invertör ilavesi ile değişken hızlı olarak çalıştırılabileceği,

• Soğutma grubunda kompresör hızının ve dolayısıyla su çıkış sıcaklığının

bulanık mantık algoritma ile uygun şekilde kontrol edilebileceği,

• Soğutma gruplarında değişken hızlı çalıştırılan scroll kompresör ve

elektronik genleşme vanasının aynı anda bulanık mantık ile kontrolünün

uygun şekilde

SONUÇLAR

40O.Ekren - S .Küçüka TESKON 2009 İZMİR

Page 41: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

TEŞEKKÜRLER..41

Page 42: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

EXTRA

42

Page 43: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

“Yoğuşma” ve “Buharlaşma” sıcaklıkları karşılaştırması COP 2.87 COP 1.91;

YAPILAN ÇALIŞMALAR (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

-15.0-10.0

-5.00.05.0

10.015.020.025.030.035.040.045.050.055.060.0

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000

Sıca

klık

(oC

)

Zaman (sn)

Yoğuşma Sıcaklığı (Sabit Hızda)

Yoğuşma Sıcaklığı (Değişken Hızda)

Buharlaşma Sıcaklığı (Değişken Hızda)

Buharlaşma Sıcaklığı (Sabit Hızda)

Administrator
Stamp
Page 44: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Evaporatör çıkışında “su sıcaklığı” kontrolü (EGV Bulanık Kontrollü);

YAPILAN ÇALIŞMALAR (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.011.012.013.014.0

0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800

Su Ç

ıkış

Sıc

aklığ

ı (oC

)

Zaman (sn)

Su Giriş Sıcaklığı

Kompresör Bulanık Mantık Kontrollu

Kompresör Sabit Hızlı

Page 45: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Evaporatör çıkışında “soğutkan kızgınlık” kontrolü (Sabit Hız);

YAPILAN ÇALIŞMALAR (Bulanık Mantık Kontrol ile ilgili)

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Kız

gın

lık (

oC

)

Zaman (sn)

EGV'li Kızgınlık

TGV'li Kızgınlık

Page 46: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

İsentropik verim ile soğutma performans katsayısının vana açıklığı ile değişimi,

YAPILAN ÇALIŞMALAR (EGV Açıklığı ile ilgili)

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.501

0%

15

%

20

%

25

%

30

%

35

%

40

%

45

%

46

%

47

%

48

%

49

%

50

%

51

%

52

%

53

%

54

%

55

%

Soğu

tma

Etki

nlik

Kat

sayı

sı v

e Is

entr

op

ikV

erim

Vana Açıklığı

Soğutma Etkinlik Katsayısı

Isentropik Verim

Page 47: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

BULANIK MANTIK (Örnek)

0.5

VE operatörü

Maks. { µ(C1), µ(C2) }

Durulaştırma

x

A1B1

A2B2

C1

C2

y

Min { 0,3, µ(C1)}

µ (A1) = 0,7

0.3

µ (B2) = 0,6

µ (A2) = 0,5

Min { 0,5, µ(C2) }

Minimum Çıkarım Bulanıklaştırma

Maksimum Toplama

µ (B1) = 0,3

0,7

0,3

0,50,6

1

1

0

0

Page 48: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

VE=“/\” sembolü “minimum” operatör, VEYA=“V” ise “maksimum”operatördür.

Kesişim Birleşme Tersi

µA∩B (x) = µA(x) /\ µB(x) µAUB (x) = µA(x) V µB(x) µ(x)=1-µA(x)

BULANIK MANTIK (Bulanık Mantık İşlemleri)

A B

A /\ B

A B

A V B

A

tersi A

A B

A /\ B

A B

A V B

A

değil A

Girdiler Girdiler Girdi

Girdiler Girdiler Girdi

Çıktı

Çıktı Çıktı Çıktı

Çıktı Çıktı

Page 49: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Bulanık mantıkta, üyelik fonksiyonları arasında çeşitli ilişkilerden yaralanılarak sonuç elde

edilir. Bunlardan “çıkarım” (implication) ve “toplama” (aggregation) kullanılan

“birleştirme işlemi” en çok kullanılan bulanık ilişkidir. Örnek bulanık ilişkiler;

Toplama Çıkarım

• maksimum-minimum µ B (y) = maksimum{minimum [µ A (x), µ R (y)+- (MAMDANİ)

• maksimum-produkt µ B (y) = maksimum [µ A (x) µ R (x,y)]

• minimum-maksimum µ B (y) =minimum{maksimum [µ A (x), µ R (x,y)]}

• maksimum-maksimum µ B (y) = maksimum{maksimum [µ A (x), µ R (x,y)]}

• minimum-minimum µ B (y) = minimum{minimum [µ A (x), µ R (x,y)]}

• maksimum-ortalama µ B (y) = maksimum [µ A (x) + µ R (x,y)]/2

• toplam-produkt µ B (y) = f , ∑ *µ A (x) µ R (x,y)] }

BULANIK MANTIK (Bulanık Mantık İşlemleri)

Page 50: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

Yapılan Ölçümler;

• Kondenser öncesi ve sonrası hava sıcaklığı ile kanaldan geçen hava debisi

ölçümü. Sıcaklık “T” tipi ısıl çift ile ölçülmüş, debi ise lülede hesaplanan hava

akış hızından hesaplanmıştır.

DENEY DÜZENEĞİ (Soğutma Sistemi)

Page 51: BİR SOĞUTMA GRUBUNDA - DEUkisi.deu.edu.tr/serhan.kucuka/Orhan_EKREN_TESKON_2009_Sunum.pdf · Binalarda enerji tasarrufu için HVAC sistemleri verimi arttırılmalı.Bu,kısmi yüklerde

• Evaporatör giriş çıkışındaki su sıcaklığı ile geçen su debisi ölçülmüştür. Su

debisi venturi düzeneğinde ölçülen basınç düşümünden hesaplanmıştır.

DENEY DÜZENEĞİ (Soğutma Sistemi)

A

A Detayı

D1=26mm D2=16mm

(P1 –P2)