Farklı tip evaparatör ve ısı değiştirici kullanmanın ısı pompası performansına etkisinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET AKKOCA
Danışman: Fadime Şimşek
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Hava-hava esaslı bir ısı pompası sisteminde, farklı iki tip havalı evaporatör ve farklı iki tip ısı değiştirici kullanılmasının sistem performansına etkisinin araştırılması. Yöntem: Bu çalışmada kullanılan deney düzeneği farklı iki tip havalı evaporatör, havalı kondenser, sulu evaporatör, sulu kondenser, farklı iki tip ısı değiştirici ve bu ekipmanlarla uyumlu kompresör, genleşme vanaları ve diğer yardımcı elemanlardan oluşmaktadır. Dört farklı ısı kaynağı çifti (hava-hava, hava-su, su-hava, su-su) ile çalışabilen bu deney düzeneğinin, hava-hava esaslı ısı kaynakları arasında çalışan kısmında deneyler gerçekleştirilmiştir. Öncelikle Taguchi analizi kullanılarak, deney planı oluşturulmuştur. Bu deneylerden elde edilen COP ve ekserjetik verim değerleri dikkate alınarak, elde edilen varyans analiz tablosundan sistemin optimum çalışma şartları belirlenmiştir. Belirlenen optimum çalışma şartları dikkate alınarak, R22, R417A ve R407C soğutucu akışkanları kullanılması durumunda sistemin çalışma şartlarının (evaporatör ve ısı değiştirici tipi ve ayrıca evaporatör, kondenser ortam sıcaklıkları ile hava debisi) değiştirilmesinin, sistem performansına ve ekserjetik verimine olan etkileri incelenmiştir. Bulgular: Taguchi metoduna göre yapılan deneylerle, evaporatör tipi, ısı değiştirici tipi, soğutucu akışkan tipi, kondenser ve evaporatör hava debisi parametreleri dikkate alınarak sistemin en iyi performans katsayısı ve ekserjetik verimin elde edildiği optimum çalışma şartları belirlenmiştir. R22, R417A ve R407C soğutucu akışkanları kullanılarak daha avantajlı olduğu belirlenen 8 mm lamel aralıklı evaporatör ve yatay tip ısı değiştirici içeren sistemde, kondenser ve evaporatör hava debisinin ve sıcaklığının, ısı pompasının performansı üzerindeki etkileri tespit edilmiştir. Sonuç: Taguchi deney yöntemiyle beş farklı parametre kullanılarak, ısı pompası sistemi için iki farklı optimum çalışma şartı tespit edilmiştir. Optimum çalışma şartlarında yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar, Taguchi yöntemiyle yapılan varyans analizinden elde edilen değer aralığında çıkmıştır. Genel olarak 8 mm lamel aralıklı ve yatay ısı değiştirici kullanılması durumunda COP ve ekserjetik verim değerleri daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Kondenser ve evaporatör sıcakları ve hava debileri parametrelerinin değiştirilmesiyle elde edilen deney sonuçlarına göre ise R22 soğutucu akışkanının her durumda, R407C ve R417A soğutucu akışkanlarından COP ve ekserjetik verim değerleri açısından daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ancak soğutucu akışkanların çevresel özellikleri dikkate alındığında, R407C ve R417A soğutucu akışkanlarının yakın performans göstermeleri nedeniyle R22'ye alternatif olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Isı Pompası, Taguchi Metodu, COP, R22, R417 A, R407 C, Ekserjetik Verim