Investigation of performance of vacuum cooling technology for the food processing industry and energy storage

Günümüzde insanlar daha fazla paketli gıda kullanmasıyla birlikte gıda sektöründe raf ömrü ve ürün kalitesi çok önemli hale gelmiştir. Yapılan son çalışmalarda vakumlu soğutmanın işlem süresi ve ürün kalitesi bazında diğer soğutma teknolojilerine göre büyük bir avantajının olduğu kanıtlanmıştır. Bu çalışmanın ilk aşamasında vakumlu soğutmanın dondurma aşaması basitleştirilmiş bir boyutlu zamana bağlı analizi Matlab2020b yazılımı ile incelenmiştir. Parametrik analizler çalışma prensibi ve ürün ağırlığı gibi tasarım parametreleri değiştirilerek yapılmıştır. Değişken kademeli çalışma metodu tek kademeli çalışma metoduna göre daha iyi ve güvenlidir. Sıcaklık farkları olarak, iç ortam hava ve yalıtım sıcaklığı 1.5K, ürünün ana merkezi ise 4.15K daha soğuktur. Buharlaştırıcı kapasitesi 150W olarak hesaplanmıştır. Bu çalışmanın ikini aşamasında soğutma gücünü ve makinenin kalitesini arttırmak için dikdörtgen bir hazne önerilmiştir. Silindir ve dikdörtgen haznelerin en yüksek deplasmanları 1.2mm bulunmuştur. İç hava sirkülasyonunu iyileştirilmesi ve ısınan havanın makineden ortama atılması için kanallar, delikler, ayırıcı ve yönlendiriciler eklenmiştir. Kondenserden geçen ısıl transfer oranı 4132W ve 3200W olarak ayırıcı ve yönlendiricili ile ve ayırıcı ve yönlendiricisiz olarak hesaplan ve bu %29'luk bir performans artışı demektir. Bu çalışmanın üçüncü aşamasında dikdörtgen haznenin soğutma performansına odaklanılmıştır. Buharlaştırıcı sıcaklıkları temel alınarak, üç farklı yalıtım kalınlığı (örn. 40mm, 45mm, 50mm) için analiz yapılmıştır. Mekanik sınırlar ısıl kazançtan dolayı 45mm yalıtım sıcaklığı seçilmiştir. Sistemin soğutma kapasitesinin iyileştirilmesi ve vakum pompası öncesi havanın kurutulması için kanatlı buharlaştırıcı eklenmiştir. Soğutma performansı artmıştır ve ayrıca havanın buharlaştırıcı üzerinden geçtiğini hava akış analizlerinde gösterilmiştir.