BLM-3 KONDENSER VE SOUTMA KULES SEM

PAGE 41

BLM-3 KONDENSER VE SOUTMA KULES SEM

3.1 KONDENSER KAPASTE HESAPLARI VE KONDENSERLERN SEM

QK = QE * IAF

QK : Kondenser gc

Qe : Kompresr kapasitesi

IAF : Is atma faktrTABLO-3.1a Ak tip kompresrler iin s atma faktr (IAF) TABLO-3.1b Hermetik kompresrler iin

s atma faktr (IAF)

RNEK-1: Ak tip bir kompresrn soutma kapasitesi 4,8 kW olduuna gre kondenserin kapasitesini bulunuz. Evaparatr scakl 18 0C kondenser scakl 43 0C.

QK = QE * IAF

= 4,8*1,32 = 6,336 kWRNEK-2: Yukardaki artlar ayn olmak artyla ,kompresrn hermetik tip olmas durumunda kondenser ykn belirleyiniz.

QK = QE * IAF

= 4,8*1,44 = 6,912 kWatt TABLO-3.1bden hermetik tip kompresr iin evaporatr ve kondenser scaklklarndan s atma faktr okunur.

QKnn hesaplanmasnda dier bir yol :

QK = K* A* (TlnK : Toplam s tarnsfer katsays ( kW/m2K )

A : Kondenser yzey alan (m2 )

(Tln: Logaritmik scaklk fark ( 0C, 0K )

QK = m*C*(T Hava iin bu denklemde C = 1,02 Kj/kg 0K

Su iin C = 4,19 Kj/kg 0K

m : kg/s

C : kJ/kg 0K

(T : 0K

mh = Qk .

(T * 1,02

Havann standart zgl hacmi 0,842 m3/kg alnrsa

(h = 1 . = 1 . ( = 1,187 kg/m 3

v^ 0,842

(h * Ch = 1,187 * 1,02 = 1,21 KJ/m3 0K 1 m3 havann scakl 1K ykseltmek iin gerekli enerji

V = Qk . Havann hacimsel debisi, kondenser etrafna geer.

1,21 * (T

RNEK-3: Su soutmal bir kondenserde kondenser yk 45 KW ve kondenserdeki scaklk ykselmesi 6 0K ise kondenserde dolaan su debisi litre/s olarak bulunuz.

V = Qk . = 45 .

(h * Ch * (T 1000 * 4,19 * 6

V = 1,789 * 10-3 m3/s = 1,789 L/s

RNEK-4: Su soutmal bir kondenserde, kondenser yk 26 KW ise debinin 1 L/s olmas durumunda suyun scaklndaki artmay bulunuz.

V = Qk . ( (T = Qk . = 26 . (T = 6, 205 0K

Psu * Psu * (T V * Psu * Csu 10-3 * 1000*4,19

RNEK-5: Hava soutmal bir kondenserde, kondenser yk 36 KW , havann scaklndaki ykselme miktar 10 0K ise kondenserde dolaan havann hacim debisini m 3 /s olarak bulunuz.

V = Qk . = 36 . = 2,973 m 3 /s

(h * Ch * (T 1,187 * 1,02 * 10

3.2 HAVA SOUTMALI KONDENSERLER VE SEMRNEK-1: Soutucu akkan olarak R-22 nin kullanld ak tip bir kompresrn soutma kapasitesi 21 KW dr. Evaporatr scakl 5 0C kondenser scakl 49 0C d havann kuru termometre scakl 35 0C ve rakm seviyesi 1500 m ise bu artlar salayan hava soutmal kondenseri seiniz.

QK = Qe * I A F * SDF . SDF : Scaklk dzeltme faktr Rakm faktr

TABLO-3.2 Ykseklik (rakm) faktr

TABLO-3.3 Scaklk fark dzeltme faktr (T = 16 0C olmad

(T = 14 0C olduu iin 1.14 SDF ile arplr. (TABLO-3.3ten 1,14 bulunur.)QK = 21 * 1,2 * 1,14 . = 31,81 KW

0,903

Bu sonuca gre TABLO R-12Aten 36,9 KW kapasiteli soutmal kondenser seilir.

31,89 KW 49 0C iin tasarm scakldr.QK = mh * C * (Tk

QK * (T = QKtablo * (T

31,81 * 14 =36,9 *(Ts

(Ts =12,06 0C (Ts = Tk - Th 12,06= T k - 35

Tk = 47,06 0C

RNEK-2: R12nin kullanld hermetik tip kompresrl bir soutma sisteminin kapasitesi 10,8 KW, evaporatr scakl -7 0C ve kondenser scakl 430C, kondenserin s att ortamn scakl ise 320C dir. Bu artlar salayan hava soutmal kondenseri seiniz.

TABLO-3.1bden hermetik kompresr iin 43 0C ve -70C iin IAF =1,33 tr.

(T =43 32 = 110C iin TABLO-3.3ten SDF= 1,6+1,33/2 = 1,465 bulunur.

QK = Qe *IAF* SDF

QK = 10,8*1,33*1,465

QK = 21,04KW bulunur. TABLO R-12Aten 22,0 kW kapasiteli kondenser seilir.

Hava soutmal kondenserlerin seiminde uygulanacak sra:1 ) Kondenser ve evaparatr scaklnda Tk, Te : iin TABLO-3.1a ve bden IAF2) Tk - Th = dT ( Scaklk dzeltme faktr ) TABLO-3.3 den

3) Eer rakm verilirse ( YDF) TABLO-3.2 den

4) QK = Qe * I A F * SDF .

YDF( Rakm )

5- ) Tablodan en yakn deer seilir TABLO R-12A).Olmas durumda kapasite % 1 azalacaktr. Ayrca ar soutma iin kapasite % 1 artacaktr.

Verilen youma ortam hava scakl : 26 C

Tablodaki youma ortam hava scakl : 32 C

Aradaki fark = 26 32 = -26 C

Bu durumda kapasite % 6 artacaktr.

100 6

22,76 x

x = 1,365 artma

Qe = 22,76 + 1,365 = 24,12 kWAyrca TABLO R-11den model no TC 750 / AM 12 seilirse kapasite 22,4kw % 6 artma durumunda;

Qe = 22,4 * 1,06 = 23,74 kWTC 750 / AM 12 seilebilir ancak emme hatt scakl ykseldii zaman kompresr ar ekilde yklenecektir. Bu durumda kompresr giriindeki ayarlamak iin emme hattnda basn dzenleyicisi kullanlr. Seilen model daha uygun olur. Basn dzenleyicisi kullanlmamas durumunda TC 900 / AH 12 seilir.

RNEK-3: Aadaki artlar salayan R-12 kullanlan hava soutmal youma birimini seiniz.

Hesaplanan soutma yk : 23 kWYouma ortam scakl : 26 C

Tasarlanan emme ( scakl ) : -3,5 C

ZM: Tablo R-12 den Model No TC 900 / AH 12 seilir. Tabloda belirtilen artlarda kapasite 22,76 kW dr. Yani hava soutmal iin ortam hava scakl 32 C su soutmal iin su giri scakl 24 C yada kondenser scakl 38 C dir. Eer scaklklar belirtilen deerlerden 1K ( 1 C ) az olursa kapasite % 1 artacak.

3.3 SU SOUTMALI KONDENSERLERN SEMGenel bir kural olarak su miktar ve harcanan enerji alndnda 1kW soutma kapasitesi iin yaklak olarak saniyede 0,025-0,036 litre su kullanlmas uygun olur. Yani,

1kw 0,025-0,036 L /s

(Qe) V

Su soutmal kondenserleri kullanan sistemler iki grup halinde incelenebilir.

1) ebeke suyunu kullanan sistemler.

2) Tekrar dolaml sistemler.

ebeke suyunu kullanan sistemlerde kondenser suyu ehir ebeke suyundan salanr ve suyun kondenserde dolatrldktan sonra atk su kanalna gnderilir.

Tekrar dolaml sistemlerde kondenserden kan su soutma kulesine gnderilir orada scakl kondensere girdii andaki scakla kadar drldkten sonra tekrar kondensere gnderilir. Ayrca soutma kulesinde eksilen su miktar kadar su ilave edilir.

Genel bir kural olarak ebeke suyunu kullanan sistemlerde su miktar ve harcanan enerji dikkate alndnda 1 kW soutma kapasitesi iin suyun hacim debisinin 0,025 L /s olmas uygun olur.

Su soutmal kondenserlerde devre tasarm yaplrken dikkat edilmesi gereken iki nemli faktr su hz ve suyun kondenserde dolamas esnasnda meydana gelen basn dmesidir. Borulardaki su hz 2.6 m/syi amamaldr. Aksi takdirde ak trblansl (tedirgin) blgeye kayar.Kirlilik faktr:

Su soutmal kondenserlerin seimde dikkat edilmesi gereken bir dier faktrde kondenserin su tarafndaki yzeyine kirlilik orandr. Kirlilik suda bulunan mineral katlar tarafndan oluur. Bu maddeler kerek sudan ayrlr ve kondenserin yzeyinde tabaka olutururlar. Oluan tabaka sadece su tarafndaki s transfer katsaysn azaltmakla kalmaz ayn zamanda dolaan su debisini azaltr. Sonuta kondenser basncnda ciddi bir artma meydana gelir.

Genellikle kirlilik faktr aadaki artlara bal olarak deiir.

1) Suyun iinde bulunan kirlilik miktarna gre kullanlan suyun kalitesi.

2) Younlama scakl.

3) Sistemin toplam alma zamanna gre kondenser tiplerinin temizlenme zaman aral .

TABLO-3.4 kirlilik faktrleri eitli sular iin verilmitir. Tabloya dikkat edildiinde minimum kirlilik faktr 0,0005 dir. TABLO 3.4 Su iin kirlilik faktrleriSu scakl: 52 C veya daha az

Su tipiSu hz (m/s)

1 m/sden az1 m/sden fazla

Deniz suyu

Hafif tuzlu suSoutma kulesi ve yapay pskrtme havuzlar: ilemli

lemsiz

ehir suyu veya iyi su (gl suyu gibi)Byk gl suyu

Nehir suyu: minimum

Mississippi

Delaware, Schuykill

East River and New York Bay

Chicago Sanitary Canal

amurlu ve balkl su

Sert su

Motor soutma suyu

Damtk su0,0005

0,002

0,001

0,003

0,001

0,001

0,002

0,003

0,003

0,003

0,008

0,003

0,003

0,001

0,00050,0005

0,001

0,001

0,003

0,001

0,001

0,001

0,002

0,002

0,002

0,006

0,002

0,003

0,001

0,0005

Uygun bir kondenser seimi iin bilinmesi gereken bilgiler unlardr:

1) Toplam kilowatt (alak taraf)

2) Evaporatr scakl

3) Kondenser scakl

4) Su giri scakl

5) Su k scakl veya debisi (L/s)

6) Su tipi veya gerekli kirlilik faktr

Arkasndan u ilemlere geilir:

1. TABLO 3.1 yardmyla dzeltilmi kondenser kapasitesi belirlenir.

2. Sudaki scaklk ykselmesi ve her kW soutma kapasitesi iin dolatrlmas gereken su debisi Q = m Cpsu t forml ve TABLO R-13 yardmyla belirlenir.

3. Kondenser giri ve kndaki scaklk farklar hesaplanarak logaritmik scaklk fark (t ln ) hesaplanr.

4. TABLO R-13ten ilk kondenser seimi yaplr ve birinci admda bulunan deerle dorulanr. Boru gei says belirlenir ve ikinci admdaki su debileri referans alnr.

5. TABLO 3.4den eitli sular iin kirlilik faktr belirlenir. Genellikle kirlilik faktr 0,0005 olarak alnr.

6. TABLO R-13 deki ekil-1den toplam s transfer katsays (Ku) debiye ve su tipine gre belirlenir.

7. Gerekli yzey u forml kullanlarak hesaplanr: A= Dzeltilmi kW x 1000 / Ku x t ln8. TABLO R-13ten gerekli yzey seilir. 4.admdaki ilk seim kullanlarak gvde ap belirlenir.9. Seim zerine son kontroller yapn:

a) 4.admdaki her boru iin L/s olarak debiyi ve TABLO R-13 de gsterilen 8.admda seilen modelin basn kayplarn kontrol edin.

RNEK-1: Bir R-12 kondenserini aadaki artlara uygun olarak sein.Kompresr yk (ak tip)

: 105 kW

Youma scakl

: 38 C

Emme scakl

: -1 C

Su debisi nehir suyu iin istenen

temizlikte 25 Cde0,0036 L/s kW alnabilir.

Maksimum boru uzunluu

: 3 m

Maksimum su basn dmesi

: 60 kPa

ZM:

1. TABLO-3.1Adan s atma faktr -1 C emme ve 38 C younlama scakl iin IAF= 1.17 bulunur.

Kondenser kilowatt deeri :

105 kW x 1,17 = 122,9 kW

2. Toplam ak debisi = 122.9 kW x 0,036 L/s kW = 4,42 L/s

Q=mCt formlnden t = 122.9 kW / (4.19 kJ/kg K) (4.42 L/s) = 6,64 KSu k scakl ts= 25+6,64 = 31,64 C

3. Giriteki scaklk fark tsg= 38 C 25 C = 13 K

ktaki scaklk fark ts = 38 C 31.64 C = 6,36 K

tln = tsg - ts / ln tsg / ts = 9,29 K bulunur.

4. TABLO R-13 kullanlarak en ekonomik seim 25 C su giri ve 35 C su k iin drt geili 10 gvde boyutlu tip olacaktr. Bu boyut 60 adet boruya sahiptir.Boru debisi (L/s) = Toplam debi (L/s) x gei says / (kondenserdeki boru says)

= 4.42 x 4 / 60 = 0,295 L/s

5. Tablo-3.4e uygun olarak temiz nehir suyu ve 1 m/s den yksek hz iin tavsiye edilen kirlilik faktr 0,001 olur.

6. TABLO R-13 ekil-1den 0.001 kirlilik faktr ve 0,295 L/s boru debisi iin Ku deeri 635 W/m2K bulunur.7. Gerekli yzey alan (m2) = kondenser gc (kW) x 1000 / (Ku) x tln

= 122.9 kW x 1000 / (635 W/m2K) x ( 9,29 K) = 20,83 m28. TABLO R-13 den 10-2,4 modeli 21,3 m2 d boru yzeyine sahiptir ve seilebilir. Su balants yapldnda drt geili alma yaplmaldr.9. Basn dmesi TABLO R-13 ekil-2den 0,295 L/s boru debisi iin 54 kPa bulunur.2.4 SOUTMA KULELERNN SEM

TABLO R-14 soutma kulesinin seimi ile ilgilidir. Tabloda 1 kW soutma kapasitesi iin 1,25kW soutma kulesi veya kondenser yk esas alnmtr. Ayrca rzgar hz 1,34 m/s havann girite ya termometre scakl 26,5 (C ve kuleye zerinden akan suyun hacim debisi 1 kW lk soutma kapasitesi iin 0,072 L/S alnmtr. Tabloda bulunmayan artlarla karlaldnda dzeltme grafikleri kullanlarak verilen duruma geilir.

Verilen bir durum iin uygun bir soutma kulesi seilmesi iin aadaki bilgilerin verilmesi lazmdr.

1- Tasarlanan kompresr kapasitesi

2- Tasarlanan ya termometre scakl

3- Tasarlanan kuleden su k scakl (kondensere su giri scakl )

Yada

1- Kondenserden kuleye giden suyun hacim debisi ( L/S )

2- Tasarlanan ya termometre scakl

3- Tasarlanan kuleye giri ve kuleden k su scakl

ou durumlarda soutma kulesinden suyun k scakl havann kuleye giri ya termometre scaklnn 4K-5,5 zerindedir. Su sou5tmal kondenserde ve soutma kulesinde bir dengenin salanmas iin kondenserdeki suyun scaklndaki artmann soutma kulesindeki suyun scaklndaki azalmaya eit olmaldr.

Soutma kulesi

Ts

Tsg

Kondenser

Soutma kulesi yk ( kw ) = Suyun hacim debisi (L/S )*4,19 kj/ kgk* (Tsg Tsg )

Qsk = V*4,19* (Ts Tsg )

RNEK-1: Ak tip kompresr kullanan bir soutma sisteminde kondenserden ayrlan suyun soutma kulesine giri scakl 30 (C dir. Kuleye giren suyun hacim debisi 2 L/S dir. Kondenser scakl 38(C ve evaporatr scakl -18 (C olduuna gre soutma sisteminin kapasitesini bulunuz.

Qsk = V * 4,19 * ( Ts Tsg )

Qsk = 2 * 4,19 * ( 36 30 ) = 50,28 kw

Qsk = Qk

Qk = Qe * IAF

Qe = Qk/ IAF

Ks = 38 (C , ES = -18(C ( IAF = 1,28

Ak tip kompresr

Qe = 50 * 28 / 1,28 = 39,28 kw

Kondenser scakl sabit alndnda

(Tln = Ts Tsg / Ln ( Tks Tsa /Tks Ts ) = Ts Tsg /Ln ( GSF / SF )

(Tln = ( 31,64 25 ) /Ln ( 38 25 /38 -31,64 ) = 9,29 K

4- Tablo R-13 den 4 gidili ( 2 gidi, 2 dn )

60 tpl ( silindir no : 10 )

25(C su girili

35 (C su kl

39 ( C kondenser scakl olan kondenser seilir.

Her tp iin hacim debisi : toplam hacim debisi* gei says / toplam tp says

Vt = V. GS/ TS = 4,42*4/60 =0,295 L/s tp < 0,363 L/s tp

5- Tablo 14-2 den

su hz : 1m/s den fazla

nehir suyu ..............0,001 kirlilik faktr bulunur.

6- ekil 1 den toplam s transferi kat says bulunur .

U(w/m(C)

635 0,001

0,295

7- Toplam tp yzey alan bulunuz. Q= UA ( MTED)

A = Q/ U (MTED )*1000 = 122,9 * 1000 / 635 * 9,29 = 20,83 m2

8- Tablo R-13 den hesaplanan alandan byk fakat deer olarak en yakn olan seilir. dolaysyla kondenser modeli belirlenir.

As = 21,3 m2 ( Model No ( 10-2-4 )RNEK-2: TABLO R-14ten aadaki artlar salayacak soutma kulesini seiniz

Tasarlanan soutma kapasitesi : 70 kW Ya termometre scakl (girite ) : 25,5 (C

Tasarlanan kuleden su k scakl: 30(C

ZM: Tablo R-14 den CA-66 seilir. Soutma kulesi kapasitesi 72,8 kW . 1 kW soutma kapasitesi bana hacim debisi 0,054 L/S

70*0,054 = 3,78 L/S hacim debisindeki su kulede dolam yapmaldr.

Tabloda su giri scakl 35,5 (C

Kondenser by-pass hatt

Soutma kulesi

Tamamlama suyu

By pass vanas

Trg

jjjk

Kondenser

Tr

Pompa

Kondenserde snan suyun scakln soutma kulesinde dren temel faktr havann ya termometre scakldr. Ya termometre scakl arttka havann suyu soutma kapasitesi azalacaktr.

9- Basn kaybnn verilen deeri ap amad ekil-2 den kontrol edilir.

(P(kPa)

3m(boru uzunluu)

54 kpa

6

0,06 0,295

54 kPa < 60 kPa verilen art salanr. Seilen kondenser verilen artlar salar.

(T = Qk/mc = 242.65 / 10.919 *4.19 = 5.30 K

(T = Ts Tsg ( Ts = (T+Tsg

Ts =5.30+25 = 28.3( C

3- GSF = 38 - 25 = 13K

SF = 38 - 28*3 = 9,7K

(Tln = Ts Tsg = 28,3 25 = 11,27 K

Ln(GSF/SF) Ln(13/9,7)

4- Vt =V*GS/TS < 0,363 L/S tp

10,919*4/40 =1,019>0,363

10,919*4/60 = 0,727> 0,363

10,919*4/120 = 0,3639 seilebilir fakat kritik olur.

10,919*4/164 = 0,266