fanları usa

Uluslararası Katılımlı 17. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 14-17 Haziran 2015
Kompresör Kompartımanı Üstte Olan Buzdolaplarının
Gürültü Açısından İncelenmesi
B. Demirtekin*
Bosch Siemens Ev Aletleri
İstanbul
A. S. Sarıgül†
Dokuz Eylül Üniversitesi
İzmir
performansını geliştirirken kendi ürünlerini diğerleriyle
karşılaştırarak değerlendirmektedir. Buzdolapları daha
sessiz olması için üzerinde çalışılan bir ürün olduğından,
buzdolabı gürültüsü de karşılaştırma konularından biridir.
Tablo 1’de farklı buzdolaplarının ses gücü düzeyi için
yapılmış bir karşılaştırma çalışmasının sonuçları
verilmiştir.
Özet—Günümüzde ürün gürültüsü konusu beyaz eşya
sektöründe
büyük
önem
kazanmıştır.
Tüketici
memnuniyeti açısından, ürünlerin sadece enerji
verimliliği, su tüketimi ve ergonomik tasarımı değil; aynı
zamanda sessiz olması da aranan kalite ölçütlerinden
birisidir. Beyaz eşyaların gürültüsü üzerine yapılan bu
çalışmada, yeni geliştirilen bir ürün olan ileri özellikli
altı kapılı buzdolabı modeli ele alınmıştır.Buzdolabına,
ses gücü düzeyi, gürültü kaynaklarını belirleme ve
haritalandırma testleri uygulanmış; gürültüyü azaltma
çalışmaları, enerji verimliliği göz önünde bulundurularak
gerçekleştirilmiştir.
Anahtar kelimeler: buzdolabı, gürültü, akustik
Abstract—Nowadays, appliance noise has been one
of the most important studies in white goods. For
customer satisfaction, not only energy efficiency, water
consumption, ergonomic structure but also quietness of
the product is a quality requirement. This study on the
noise of white goods is specifically focused on an
exclusive six-door refrigerator as a new product.
Throughout the study, sound power measurements and
noise source localization of the refrigerator have been
carried on; noise reduction has been performed by
considering its energy efficiency.
A Markası
42/350
44/424
44/480
43/480
41/134
B Markası
38/330
40/520
42/480
42/470
38/144
C Markası
38/496
40/520
42/480
42/560
37/142
D Markası
42/350
43/450
43/480
43/480
-
Mini
Buzdolapları konusundaki vibro-akustik çalışmalar
akademik araştırmalarla beslenmektedir. Literatürde bu
konuda yazılmış tezler, makaleler ve bildiriler
bulunmaktadır. Bu çalışmalarda buzdolaplarının başlıca
gürültü kaynakları olan kompresörler ve fanlar
incelendiği gibi, buzdolabıbir sistem olarak da ele
alınmaktadır.
Kompresör belirgin bir gürültü kaynağı olduğu için,
kompresör titreşimi ve gürültüsü ile ilgili çalışmalar
buzdolabı
konusundaki
araştırmalardan
önce
başlamışolup halen sürdürülmektedir. Diehl [1],
kompresörlerdeki gürültü kaynaklarını belirtmiş;
santrifüj, eksenel ve pistonlu kompresörler üzerinde
durmuştur. Ryu ve ark. [2], soğutma sistemlerinde
kullanılan hermetik kompresördeki gürültü kaynaklarını
incelemiş ve taban gürültüsünü azaltmak için emme
susturucusu tasarlamışlardır. Silveira [3],bir duyarlık
analizi çalışması ile pistonlu kompresörlerdeki gürültü
kaynaklarının
katkılarını
frekans
spektrumu
üzerindesunmuş; yeni bir kompresör tasarımı geliştirerek
bunun
I.Giriş1
Dalgalar halinde yayılan ve akustik ortamlarda basınç
değişikliklerine neden olan ses, bir enerji biçimi olup
yaşamımızın vazgeçilmez bir parçasıdır. İstenmeyen,
rahatsız edici ses olan gürültü ise ortam konforunu
bozucu niteliktedir. Ses, cihazkalitesi açısından da bir
ölçüt olup günlük hayatta kullanılan cihazlar için oldukça
önemlidir. Beyaz eşya teknolojisinin günümüzde geldiği
düzeye bakıldığında, enerji verimliliği, su tüketimi,
ergonomik yapı gibi konularda büyük ilerlemeler
kaydedildiği görülebilir. Gelişen yeni teknolojiye uyum
sağlayabilecek, çevreyle dost ve daha sessiz ürünlerin
ortaya çıkarılması çalışmaları da yıllar geçtikçe hız
kazanmaktadır. Beyaz eşya üreticileri, yeni ürünlerinin
†
BUZDOLABI (dB(A) /lt )
Çift
No
Kombi
Kapı
Frost
TABLO 1. Buzdolaplarında A-ağırlıklı ses gücü düzeyi araştırması
Keywords: clear, concise, interesting, original, pertinent paper
*
Model
Tek
Kapı
[email protected]
[email protected]
1
Uluslararası Katılımlı 17. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 14-17 Haziran 2015
içinyaptıkları bir çalışmada buzdolabının kapağının açılıp
kapanmasından dolayı oluşan olağan dışı gürültüyü
deneysel ve sayısal yöntemlerle incelemiş; bu gürültüyü
azaltma konusunda çözüm geliştirmişlerdir.Akaydın [17],
buzdolaplarının normal çalışma şartlarındaki titreşim
düzeylerini
karşılaştırmış;
titreşimlerin
frekans
bileşenlerini incelemiş; alt parçalardaki titreşim
biçimlerini ve gürültü düzeylerini belirlemiş; ön ve arka
taraflarda oluşan ses basınç düzeylerini kıyaslamış; ses
kalitesi üzerine çalışmış; titreşim ve gürültü düzeylerinin
azaltılması için yöntem araştırmıştır.
Buzdolabı, küçük bir sistem olarak kabul edilebilecek
bir yapı olup bu sistemde, kompresör, kondenser fanı,
soğutucu akışkan ve kompresör ile oturduğu şase
arasında oluşabilecek rezonans gibi farklı gürültü
kaynakları mevcuttur. Bunların hangisinin daha etkin
olduğunun bulunması ve önlem alınması için dolap bir
takım akustik testlerden geçirilmelidir. Bu çalışmada,
yüksek kapasiteli, yeni bir ürün olan kompresör
kompartımanı üstte bulunan buzdolabı ele alınmıştır.
Bilindiği kadarı ile bu model için açık literatüre girmiş
bir çalışma bulunmamaktadır. Model, büyük hacimli olup
fazla sayıda eleman içermektedir. Buzdolabının toplam
hacmi 820 Lt, buzdolabı sistemi karlanmasız, soğutucu
akışkan tipi R600a, boyutları 212 mm X 121 mm X 71
mm dir. Dolap üzerinde 2 kompresör, 2 kondenser fanı, 3
evaporatörfanı bulunmaktadır. Buzdolaplarında eleman
sayısı arttıkça gürültü düzeyinde de artış görülmektedir.
Bu nedenle, elemanların seçiminin ve montajının akustik
açıdan en uygun olacak şekilde gerçekleştirilmesi çok
önemli bir konu olmakla birlikte; bu işlemin, dolabın
enerji verimliliği korunarak yapılması gerekliliği,
problemin önemini daha da artırmaktadır.
gürültü ve titreşimi azalttığını göstermiştir. Suh ve ark.
[4], analiz programlarını kullanarak farklı lineer
kompresör tasarımları yapmışlar, bunların gürültü ve
soğutma kapasitesi gibi karakteristiklerinin benzetim
sonuçlarını deneylerle karşılaştırmışlardır. Park ve ark.
[5], bir buzdolabındaki pistonlu kompresörün düşük
frekanslardaki gürültüsünü incelemiş; bunu azaltmak için
geliştirdikleri modelin benzetim sonuçlarını deneylerle
karşılaştırmışlardır. Seçgin ve ark. [6], bir buzdolabı
kompresörünün deneysel modal analizini gerçekleştirerek
sönüm ve doğal frekans gibi modal parametrelerini
belirlemiş, sonuçları sayısal analiz bulguları ile
karşılaştırmışlardır.
Kim ve ark. [7] buzdolaplarının soğutucu fan,
kompresör fanı ve kondenser fanı gibi gürültü
kaynaklarını incelemişlerdir. Fanlarda en baskın gürültü
kaynağının, fan kanatlarından ve kirişlerinden geçen hava
akımının yarattığı kuvvetlerdeki dalgalanma olduğunu
belirlemiş; düşük gürültülü yeni bir eksenel fan
geliştirmişlerdir.Lee ve ark. [8], buzdolabındaki fanlar
üzerine yaptıkları deneysel ve sayısal çalışmalarda ev tipi
buzdolaplarındaki santrifüj fanın iç kanat geçiş
frekansındaki gürültüyü araştırmış ve bu gürültüyü
azaltan bir tasarım geliştirmişlerdir. Heo ve ark. [9],
buzdolaplarındaki santrifüj fanların kanat geçiş
frekansındaki gürültüyü kanatlara eğimli bir profil
vererek azaltmışlardır. Seo ve ark. [10], ev tipi bir
buzdolabındaki soğutma fanının gürültüsünü soğutma
performansını düşürmeden azaltmak için perfore bir
panel sistemi kullanmışlardır.
Lee ve ark. [11] tipik bir buzdolabı gürültüsünü bir seri
deney ile incelemiş; seslerin frekans karakteristiğini elde
ederek gürültünün en fazla kompresör ve hava dolaşımını
sağlayan
fan
tarafından
oluşturulduğunu
belirlemiş;kompresörün çalışma evrelerine göre de bu
gürültüyü sınıflandırmışlardır.Lee ve ark. [12], gerçek
yaşam ortamındaki ve yankısız odadaki buzdolaplarının
gürültülerini kaydederek bunların ortak özelliklerini
belirlemiş ve buzdolabı gürültüsünü modellemişlerdir.
Jeon ve ark. [13], gerçek yaşam ortamındaki farklı
buzdolaplarının gürültülerinin yayınımını ve ses kalitesi
karakteristiklerini incelemiş; bunları yankısız odadaki
test sonuçları ile karşılaştırmışlardır.Şahin [14],gürültü
kaynağı
olarak
sadece
evaporatör
fanının
kullanıldığıkarlanmasız buzdolaplarını incelemiş, sayısal
modeller ile deneysel çalışmaları desteklemiş, titreşim ve
gürültü haritaları çıkartarak gürültünün oluştuğu bölgeleri
tespit etmiştir. Seçgin ve Sarıgül[15], Helmholtz entegral
denkleminin sınır elemanları yöntemi ile sayısal
çözümüne dayanan teorik bir çalışma yaparak bunu
buzdolabına uygulamışlardır. Buzdolabının yüzeyinden
alınan hız ölçümleri özgün bilgisayar programına
aktarılarak buzdolabının yüzeyindeki ve çevresindeki
akustik basınçlar bulunmuş; buzdolabındaki ses
kaynaklarının yeri belirlenmiş ve kaynak tanılama işlemi
yapılmıştır.Lee ve ark. [16], büyük buzdolapları
II. Ses Ölçümleri
A. Buzdolabının ses gücü düzeyi ölçümleri
Ses gücü (W), ses kaynaklarının yaydığı sesin
belirtilmesinde kullanılan standart bir büyüklüktür. Ses
şiddeti, kaynaktan uzaklığa bağlı, yönselliği olan vektörel
bir büyüklük olmasına rağmen; ses gücü her kaynak için
karakteristik olan gürültü ölçüsüdür. Ses gücü, bir
kaynaktan birim zamanda yayınan ses enerjisi olarak
tanımlanır ve ses şiddetinin (I) kaynağın yüzey alanı
boyunca entegrasyonu ile hesaplanır:
(1)
Ses Gücü Düzeyi (LW), ses gücü için kullanılan
logaritmik büyüklük olup aşağıdaki biçimde tanımlanır:
10
(2)
Referans ses gücü W0=1x10-12Watt,
1
2 10
olarak alınır. Ses gücü
10
düzeyi, deneysel olarak serbest alan şartlarında ses
2
Uluslararası Katılımlı 17. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 14-17 Haziran 2015
basınç düzeyi Lpve ölçüm yüzeyi ölçüsü LS yardımıyla
bulunmaktadır:
20
10
(3)
Burada S toplam yüzey alanı olup S0=1 m2, p0=2x10-5 Pa
olarak alınır.
Bu çalışmadaki bütün ses ölçümleri yarı-yankısız
akustik odada gerçekleştirilmiştir. Bu odanın arka plan
gürültüsü 20 dB(A) ve sınır frekansı 100 Hz’dir.
Buzdolabı çalışmaları ilk olarak dolabın sesgücü düzeyini
belirleme testleri ile başlamıştır. Ses gücü ölçümleri ve
buzdolabının ölçüm için hazırlanması, ISO 3744 [18],
ISO 3745 [19] ve TS EN 28960 [20] standartlarına uygun
olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Bu standartlar daha
küçük hacimli buzdolapları için geliştirilmiş olmakla
birlikte, büyük hacimli dolaplar için yayınlanmış bir
standart olmaması nedeniyle kullanılmıştır. Standartlara
göre, buzdolabı iç dengeye ulaşması için ölçümden önce
en az 18 saat çalıştırılır. Buzdolabının dondurucu bölümü
-22ºC, soğutucu bölümü 5ºC olacak şekilde ayarlanır.
Buzdolabı, oda içerisinde yansıtıcı yüzey olarak
kullanılan panelin önüne 1 cm boşluk bırakılarak
yerleştirilir. Şekil 1’de gösterildiği gibi, buzdolabının
çevresinde dolap boyutları referans alınarak sanal bir
dikdörtgenler
prizması
oluşturulur. Buprizmanın
gösterilen altı noktasına mikrofonlar yerleştirilerek ses
düzeyi ölçümleri alınır. Bu değerlerin ortalaması alınarak
ve Denklem (3) kullanılarak ses gücü düzeyi hesaplanır.
İnsan kulağının davranışını en uygun yansıtan gürültü
ölçütü olduğu için beyaz eşyalarda A-ağırlıklı ses gücü
düzeyi kullanılır.
Ses ölçümleri sırasında, buzdolabının Şekil 2’de
gösterilen soğutma periyotları belirlenmiştir. Bu
periyotlardaki A-ağırlıklı eşdeğer ses düzeyi (LpAeq) ve en
yüksek
ses
düzeyi
(LpA)
değerleri
elde
edilmiştir.Buzdolabında,enerji
tasarrufu
sağlayan
değişken devirli kompresörler kullanıldığı için bunların
devreye giriş-çıkış süreleri değişmekte, bu da farklı
ölçümler için soğutma periyodu sürelerinin farklı
olmasına neden olmaktadır. Ölçümler sonunda elde
edilen A-ağırlıklı eşdeğer ses gücü düzeyi (LWeqA)
sonuçları Tablo 2’de sunulmuştur. Tablo 2’de ayrıca her
ölçüm periyodunun süresi, oda içi sıcaklık venem
değerleri de verilmiştir. Oda sıcaklık venemindeki küçük
farklılıkların buzdolabının ses gücünde anlamlı bir
değişime yol açmadığı belirlenmiştir. Daha küçük
buzdolaplarında önemli olabilecek bu değişimler, yüksek
kapasiteli
bu
tip
dolap
için
ses
gücünü
etkilememektedir.Şekil 2’de gösterilen bir periyot için
yapılan ses gücü düzeyi ölçümünde iki kompresör ve iki
kondenser fanının birlikte çalıştığı zaman aralığında, ses
en yüksek düzeyine ulaşmaktadır. Kullanıcıyı esas olarak
rahatsız
Şekil 1. Test objesinin yarı yankısız odada yerleşimi.
Şekil 2. Soğutucu çevrimin bir periyodu.
Test
No
1
(LWeq)dB(A
)
50.3
Periyot
(saat, dak.)
1, 29
Sıcaklık
(ºC)
26.0-28.0
Nem
(% rH)
35.0-38.4
2
49.9
1, 9
27.0-29.0
36.0-38.7
3
49.8
1, 48
26.0-29.1
37.0-39.1
4
49.6
1, 34
28.0-29.2
36.0-37.7
5
49.1
1, 44
26.0-29.2
35.0-38.2
6
49.6
1, 36
28.0-29.2
36.0-37.7
7
50.0
1, 59
25.1-28.2
36.0-36.7
8
49.8
1, 44
27.8-28.5
35.8-36.9
TABLO 2. Buzdolabının Eşdeğer Ses Gücü Düzeyi Değerleri
3
Uluslararası Katılımlı 17. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 14-17 Haziran 2015
Test No
(LW)dB(A)
Sıcaklık (ºC)
Nem(%rH)
1
54.0
25.0-25.8
2
54.0
26.0-26.3
38.0-38.8
37.0-38.2
3
54.0
26.0-26.1
35.0-36.0
4
54.0
54.1
27.0-28.3
26.0-29.3
37.0-38.2
5
6
54.1
25.8-26.3
37.0-38.7
7
54.1
26.0-27.3
38.0-38.5
8
54.1
27.1-27.8
38.0-38.5
5). Ayrıca üstyüzey haritası, soğutucu kompresör
çevresindeki gürültüyayınımını da göstermektedir. Arka
Frekans (Hz)- dB(A)
Frekans (Hz) - dB(A)
38.0-38.7
TABLO 3. Buzdolabının En Yüksek Ses Gücü Düzeyi Değerleri
eden ve kontrol edilmesi istenilen gürültü, dörtelemanın
devrede olduğu bu durumda ortaya çıkmaktadır. Bu
durum için elde edilen A-ağırlıklı en yüksek ses gücü
düzeyi (LWA) değerleri Tablo 3’de sunulmuştur. En
yüksek ses gücü düzeyi değerleri ortalama değerlerden
yaklaşık 4 dB(A) daha yüksek olup azaltılması
gerekmektedir.
TABLO 4. Kompresörlerin A-ağırlıklı ses gücü düzeyleri
B. Kompresörlerin ses gücü düzeyi ölçümleri
Kompresörler buzdolaplarının temel ses kaynaklarından
olduğu için buzdolabının soğutucu ve dondurucu
kompresörleri solo olarak çalıştırılmış ve 1/3 oktav
merkez frekanslarındaki ses gücü düzeyleri ölçülmüştür.
Ölçüm sırasında kompresörlerin maksimum verimde
çalışmaları sağlanmıştır. Dondurucu ve soğutucu
kompresörlerin frekans analizi sonuçları Tablo 4’te
sunulmuştur. Dondurucu kompresörün önemli bir gürültü
kaynağı olmadığı; soğutucu kompresörün ise 400-500 Hz
bantlarındaki gürültüsününbuzdolabının toplam gürültüsü
üzerinde etkili olabileceği görülmektedir.
Şekil 3. Ses şiddetianalizörü ve probu
C. Buzdolabının Temel Gürültü Kaynağını Belirleme
Buzdolabının yüksek düzeydeki ses gücünün esas olarak
hangi elemandan kaynaklandığını belirlemek için gürültü
haritalandırma çalışması yapılmıştır. Gürültü haritalarını
çıkarmak için Şekil 3’de gösterilen ekipman kullanılarak
ses şiddeti ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçümler,
buzdolabının
motor
grubunun
bulunduğu
üst
kısımdakibeş yüzeyde (ön, üst, arka, sağ, sol) alınmıştır.
Bu amaçla, ölçüm yüzeyleri kare elemanlara ayrılmış ve
mikrofon her elemanın orta noktasının karşısına
getirilerek ses düzeyi ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda,
sesin ele alınan yüzeydeki dağılımını veren bir harita
eldeedilmiştir (Şekil 4). Gürültü haritalarında açık
renklibölgelerin ses kaynağının bulunduğu yere karşılık
geldiğigörülmektedir. Buzdolabının üst kısmı için elde
edilen beş haritanın içinde, motor grubunun en net
görünüşünü
veren üstyüzey haritasında, dolabın temel ses
kaynağının kondenser fanı olduğu belirlenmiştir (Şekil
Şekil 4. Yüzeylerin gürültü haritaları, yüzey elemanları, ölçüm noktaları
yüzeyde ise hava emiş yeri olan delik çevresindeki
gürültünün etkin olduğu gözlemlenmektedir (Şekil 6).
Arka yüzey, üst yüzey ilebirleştiğinden, kondenser
fanının etkisi ile delik çevresine yüksek düzeyde gürültü
yayınımı olmaktadır. Bu ölçümlerin oktav bant
frekanslarında yapılan frekans analizleri, gürültünün esas
olarak 250 ve 400 Hz merkez frekanslarında ortaya
çıktığını göstermektedir.
III. Gürültü Azaltımı Çalışmaları
Buzdolabının gürültü azaltımı
aşamalarda gerçekleştirilmiştir:
çalışmaları
farklı
A. Aşama 1
Üst kompartımanda ses yutucu malzeme kullanılması
planlanmıştır. Bunun için ilk olarak, gürültü haritalarında
4
Uluslararası Katılımlı 17. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 14-17 Haziran 2015
yayınımın yüksek görüldüğü sarı bölgelere beyaz
eşyalarda yaygın olarak kullanılan keçe yerleştirilmiştir.
Yalıtım malzemesi bu haritalar esas alınarak
yutum özelliği göstermektedir [21-23]. 15 mm olan keçe
kalınlığı, içerisine talaş döküldüğünde 18 mm’ye
çıkmıştır.İki farklı malzeme ile yapılan gürültü azaltımı
çalışmasının sonuçları, dolabın yalıtım malzemesi
kullanılmadan gerçekleştirilen frekans analizi ile
birlikteTablo 5’de sunulmuştur. Şekil 7’de ise elde edilen
sonuçlar
grafiksel
olarak
karşılaştırılmıştır.
Karşılaştırmalar, toplam ses gücü düzeyinin

Keçe kullanıldığında 0.6 dB(A)

Keçe+talaş kullanıldığında 1.3 dB(A)
azaldığını göstermiştir. Bunun yanında keçe+talaş,
özellikle 100-125 Hz aralığındaki düşük frekans ve 10008000 Hz aralığındaki yüksek frekans bölgelerinde etkili
olan bir ses yalıtım malzemesi olarak ortaya çıkmıştır.
B. Aşama 2
Bir diğer iyileştirme çalışması olarak ses şiddeti
testlerinde en etkili gürültü kaynağı olarak belirlenen
kondenser fanı üzerinde durulmuştur. Bu fanın ses
gücünü diğer üç tip fanla karşılaştırmak amacıyla her fan
için solo ölçümler gerçekleştirilmiştir. Bu testlerde,
buzdolabı en az 18 saat çalıştırıldıktan sonra fanlar
tekbaşına çalıştırılmış ve ses gücü düzeyleriölçülmüştür.
Tablo 6’da sunulan sonuçlardan görüldüğü gibi,
kondenserin önüne yerleştirilen yatay silindirik fan en iyi
akustik performansı göstermiştir. Bu fan, 36.9 dB(A)
sesgücüdüzeyine sahip olup, bu değer buzdolabında
Şekil 5. Üst yüzeyin gürültü haritası ve frekans analizi
TABLO 5.Buzdolabının, A-ağırlıklı ses gücü düzeyi sonuçları (LWmeas1:
Yalıtım yok, LWmeas2: Keçeli yalıtım, LWmeas3: Keçe+talaşlı yalıtım)
Şekil 6. Arka yüzeyin gürültü haritası ve frekans analizi
Yerleştirildiğinden,gereksiz
malzeme
kullanımı
önlenmiştir.
İkinci olarak, beyaz eşyalar için yeni sayılabilecek bir
çalışma yapılarak keçelerin içerisine yine ses yutucu bir
malzeme olan ağaç talaşıyerleştirilmiştir. Keçenin düşük
frekanslarda ses yutuculuğu olmayan, yüksek frekanslara
doğru ses yutum katsayısı artan bir malzeme olmasına
karşın, ahşap malzemeler düşük frekanslarda da iyi
5
Uluslararası Katılımlı 17. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 14-17 Haziran 2015
Şekil 7.Buzdolabının, A-ağırlıklı ses gücü düzeylerinin grafiksel
karşılaştırması (LWmeas1: Yalıtım yok, LWmeas2: Keçeli yalıtım, LWmeas3:
Keçe+talaşlı yalıtım)
olumsuz olarak bulunmasından sorumlu ana eleman olan
5 kanatlı kondenser fanının yatay silindirik fan ile
değiştirilmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır. Ancak bu
eleman değişikliğinin yapılması için normal yatay
silindirik fanın akustik performansının iyi olması yeterli
değildir. Buzdolabının enerji düzeyinin korunması
içinsilindirik fanın soğutucu performansı açısından da
olumlu olması gerekmektedir. Bunun incelenmesi için,
buzdolabının üzerindeki fanın ve silindirik fanın debi
ölçümleriyapılarak birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Debi
ölçümlerinde, fan pervanelerinin altı farklı noktasından
veri toplanmış ve bu işlem beş kez tekrarlanmıştır. Tablo
7’de sunulan ölçüm sonuçlarından görüldüğü gibi
silindirik fanın sağladığı debi genel olarak buzdolabının
üzerindeki normal fandan daha yüksek çıkmıştır. Sonuç
olarak, silindirik fan hem akustik hem de enerji açısından
daha üstün bulunmuş ve buzdolabında kullanılan
kondenser fanları silindirik fanlarla değiştirilmiştir.
Bilindiği kadarı ile bu tip kondenser fanı kullanımı
buzdolapları için bir ilk olmuştur.
A-ağırlıklı ses gücü düzeyi
(Lw) dB(A)
51.4
Fan tipi
Buzdolabı üzerindeki
5 kanatlı fan
Plastik yatay silindirik fan
54.2
Yatay silindirik fan
36.9
4 kanatlı fan
39.7
TABLO 6. Fanlarıngürültüölçümü sonuçları
IV. Sonuçlar
Ses gücü düzeyi, makinaların en temel akustik
karakteristiği olmakla birlikte gürültü azaltım çalışmaları
için yeterli değildir. Gürültünün kontrol altına alınması
için makinanın ses kaynaklarının belirlenmesi gerekir.
Ses şiddetinin ölçümüne dayanan gürültü haritalandırma
testi, bu amaçla kullanılan etkili bir yöntemdir. Bu
çalışmada, yeni bir ürün olan kompresör kompartımanı
üstte bulunan buzdolabının ses gücü ölçülerek gürültü
haritalandırma çalışması yapılmıştır. Bu çalışmanın ilk
sonucu olarak buzdolaplarında geleneksel yalıtım
malzemesi olarak kullanılan keçenin içine talaş katılarak
daha etkili bir ses yalıtıcı malzeme elde edilmiştir.
Çalışmanın diğer sonucu, buzdolabında kullanılan
kondenser fanının temel gürültü kaynağı olduğunun
belirlenmesi ve bu fanın hem akustik hem de enerji
açısından daha uygun bulunan başka tip bir fan ile
değiştirilmesidir.
Genel olarak ürün tasarımında, ürünü oluşturan
bileşenlerin ve kullanılacak yalıtım malzemelerinin
akustik özelliklerinin bilinerek seçilmesi gürültü
problemlerinin ortaya çıkmasını engelleyecektir.
Şekil 8. Yatay silindirik fan ve montajı
Debi Ölçerin Konumu
DEBİ (lt/dk)
Normal Fan
Silindirik Fan
Tekrar Sayısı
Tekrar Sayısı
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
487
449
463
479
479
490
458
463
474
505
2
75
48
63
67
81
104
89
69
82
73
3
322
301
372
348
339
344
352
362
349
352
4
70
79
72
67
76
74
72
77
73
75
5
72
74
65
67
73
68
70
71
70
74
6
160
149
168
137
159
147
151
153
150
175
Kaynakça
[1] Diehl
G.M.
Compressor
noise
control.
International
CompressorEngineering Conference, Paper 10, Purdue University,
USA, 1972.
[2] Ryu D.S. Huh Y.J. Shin S.H. Measurement of the base noise of
hermetic compressor and its application to the design of muffler
system and compressor shell. International Compressor
Engineering Conference. Paper 1037, Purdue University, USA,
1994.
[3] Silveira M. Noise and vibration reduction in compressors for
commercial applications. International Compressor Engineering
Conference. Paper 1662, Purdue University, USA, 2004.
TABLO 7. Fanların debi ölçümü sonuçları
kullanılan fan için elde edilen 51.4 dB(A) dan çok daha
düşüktür.Yatay silindirik fan ve montajı Şekil
8’degösterilmiştir. Bu testlerin sonucunda, ses
gücüölçümlerinde buzdolabının akustik performansının
6
Uluslararası Katılımlı 17. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 14-17 Haziran 2015
[4] Suh K. Heo D. ve Kim H. CAE/CFD application for linear
compressor. International Compressor Engineering Conference.
Paper 1726, Purdue University, USA, 2006.
[5] Park J. Kang J. Choi J. Jang P. ve Yoon M. Reduction of the low
frequency noise due to the discharge pressure pulsation of a
reciprocating compressor. International Compressor Engineering
Conference. Paper 1898, Purdue University, USA, 2008.
[6] Seçgin A. Ertunç S. Özütürk B. Yıldırım K. Sarıgül A.S. Bir
buzdolabı kompresörünün deneysel modal analizi. 14. Ulusal
Makine Teorisi Sempozyumu Bildiri Kitabı. 109-119, Güzelyurt,
KKTC, 2-4 Temmuz, 2009.
[7] Kim W. Jeon W. Cho J. Shin D. ve Kim H. Numerical study on the
noise generation of the axial flow fan in a refrigerator. INTERNOISE 2006, Honolulu, Hawaii, USA, 3-6 December, 2006.
[8] Lee S, Heo S. ve Cheong C. Prediction and reduction of internal
blade–passing frequency noise of the centrifugal fan in a
refrigerator. International Journal of Refrigeration.33, 1129–1141,
2010.
[9] Heo S. Cheong C. ve Kim T.H. Development of low-noise
centrifugal fans for a refrigerator using inclined S-shaped trailing
edge. International Journal of Refrigeration. 34, 2076–2091, 2011.
[10]Seo J.Y. Kim W.J. ve Won J.S. Design and application of a
perforated panel system to a household refrigerator for cooling fan
noise reduction. Proceedings of the Institution of Mechanical
Engineers Part C-Journal of Mechanical Engineering Science.226,
785-797, 2012.
[11]Lee C. Cho Y. Baek B. Lee S. Hwang D. ve Jo K. Analyses of
refrigerator noises. IEEE ISIE, Eds.: Peric N. Petrovic I. ve
Butkovic Z., 1-4, 1179-1184, Dubrovnik, Croatia, June 20-23,
2005.
[12]Lee C. Cho Y. Lee S. Park J. Hwang D. ve Hur D. Modeling
refrigerator noises. Proceedings of the 15th IASTED International
Conference on Applied Simulation and Modelling. Ed.: Hamza
M.H., 543-547Rhodes, Greece, 2006.
[13]Jeon J.Y. You J. Chang H.Y. Sound radiation and sound quality
characteristics of refrigerator noise in real living environments.
Applied Acoustics. 68, 1118–1134, 2007.
[14]Şahin, R. Makinalarda Titreşimve Gürültü Haritalarının
Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İTÜ, 2009.
[15]Seçgin A. ve Sarıgül A.S. An efficient sound source localization
technique via boundary element method. Vibration and Structural
Acoustics Analysis Current Research and Related Technologies,
Eds.: Vasques C.M.A. ve Rodrigues J.D. 151-179, Springer, 2011.
[16]Lee D.G. Park J.H. Park K.H. Ha B.K. Kim H.S. ve Park S.H.
Investigation of the frictional impulse induced abnormal noise in a
refrigerator. International Journal of Precision Engineering and
Manufacturing.14, 559-566, 2013.
[17]Akaydın O. Buzdolabında Ses Kalitesinin İyileştirilmesi ve Ses
Gücü Düzeyinin Azaltılması. Yüksek Lisans Tezi, İTÜ, 2013.
[18]ISO 3744 Acoustics -- Determination of sound power levels and
sound energy levels of noise sources using sound pressureEngineering methods for an essentially free field over a reflecting
plane.
[19]ISO 3745 Acoustics -- Determination of sound power levels and
sound energy levels of noise sources using sound pressurePrecision methods for anechoic test rooms and hemi-anechoic test
rooms.
[20]TS EN 28960-- Ev ve benzeri yerlerde kullanılan buzdolabı,
dondurulmuş gıda muhafaza dolapları ve gıda derin dondurucuları
için havadaki akustik gürültünün ölçülmesi.
[21]Erol H. ve Öztürk S. Akustik izolasyon keçesinin ses iletim kaybı
ve ses yutum özelliklerinin belirlenmesi. İTÜ Makine Fakültesi,
İstanbul, 2009.
[22]Altunok M. ve Ayan S. Lamine panellerde ses yutma katsayısı
değerlerinin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 15(3): 117-125, 2012.
7