Mikrodalga enerjisi ile çalışan ev tipi ısıtma cihazı
Household heating device working with microwave energy
Yazar: FARUK ÖZYURT
Danışman: PROF. DR. EMİN ÜNAL
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde, ısıtma sistemlerinde doğalgazlı kombi, elektrikli kombi, elektrikli şofben ve termosifonlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu sistemlerde verim oldukça düşüktür. Bu da sistem maliyetini bir hayli arttırmaktadır. Ayrıca, fosil yakıt kullanılan cihazlar dışarıya karbondioksit salımı yaptığı için birçok çevre sorununa sebep olmaktadır ( R. Anwar, Mao, and Ning 2018).
Frekans seçici yüzeyler (FSY) bir dielektrik tabaka üzerine yerleştirilmiş metal yamalar ya da oyuklardan oluşan iki boyutlu periyodik yapılardır. FSY'ler üzerine gelen elektromanyetik dalganın frekansına göre kalkanlama veya iletim yapabilmek ve aynı zamanda, elektromanyetik filtre oluşturmak için tasarlanabilir. (R.Anwar, Mao & Ning 2018; Xu, Hum & Eleftheriades 2018). FSY'ler, kalkanlama, kablosuz haberleşme ve kablosuz ağların güvenliği gibi birçok alanda uygulama potansiyeli bulabilirler. 
Bu çalışmada, mikrodalga enerjisinin kombi içerisinde ısı enerjisine dönüştürülmesi ve ısıtılan suyun kalorifer sistemine verilmesi amaçlanmıştır. Mikrodalga enerjisinin ısıtma sisteminden dışarıya sızmaması FSY'ler aracılığıyla sağlanacaktır. Altyapı gerektirmeden, bacasız yani dışarıya herhangi bir artık madde (katı, sıvı ve gaz) salımı yapılmadan mevcut sistem aynen korunarak ve sadece doğalgazlı kombilerin iç dizaynı değiştirilerek elektrik enerjisi kullanılması hedeflenmektedir. Önerilen sistem ile kullanılan elektrik enerjisi mikrodalga fırınlarda kullanılan magnetron aracılığıyla 2.45 GHz de elektromanyetik dalgaya dönüştürülecektir. Üretilen mikrodalganın cihaz dışarısına su boruları içerisinden sızıntısının engellenmesi için FSY kullanılacaktır.  Mikrodalgalar ile ısıtma cihazının içerisinde ısıtılan suyun, ısıtma tesisatı içinde sirkülâsyonunu sağlayan bir cihazın üretilip üretilemeyeceği araştırılacaktır.

Abstract:
Today, natural gas combi boilers, electric combi boilers, electric water heaters and water heaters are widely used in heating systems. However, the efficiency in these systems is quite low. The cost of this system increases considerably. In addition, devices that use fossil fuels cause many environmental problems because they emit carbohydrates. (R. Anwar, Mao, and Ning 2018)
Frequency Selective Surfacec (FSS) are two-dimensional periodic structures consisting of metal patches or aperture elements placed on a dielectric layer. FSS's can be designed to provide shielding or transmission according to the frequency of the electromagnetic wave incident on them, as well as to create an electromagnetic filter. (R. Anwar, Mao, and Ning 2018; Xu, Hum, and Eleftheriades 2018). FSS can find applications in various fields such as shielding, wireless communications and security of wireless networks.
In this study, it is aimed to convert microwave energy into heat energy in the combi boiler and to give the heated water to the heating system. It will be ensured that microwave energy does not leak out of the heating system through FSS. It is aimed to use electrical energy without requiring infrastructure, without a chimney, that is, without releasing any waste materials (solid, liquid and gas) to the outside, by keeping the existing system as it is and by changing only the interior design of natural gas combi boilers. The electrical energy used with the proposed system will be converted into electromagnetic waves at 2.45 GHz through the magnetron used in microwave ovens. A frequency selective surface will be used to prevent the generated microwave from leaking out of the device through water pipes.  It will be investigated whether a device that allows the water heated in the heating device with microwaves to circulate in the heating installation can be produced.