Yenilikçi ısı pompalı bulaşık makinesinde gaz şarjının performans üzerindeki etkisinin deneysel ve analitik incelenmesi
Experimental and analytical investigation of refrigerant charge impact on the performance of a novel heat pump integrated dishwasher
Yazar: MAHYAR TAGHIZADEHALVANDI
Danışman: PROF. DR. ŞEVKET ÖZGÜR ATAYILMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez, farklı soğutucu akışkan seviyelerinin ısı pompası entegre bulaşık yıkama sisteminin verimliliği ve enerji tüketimi üzerindeki etkilerini incelemek için R600a soğutucu akışkanları ve değişken ortam sıcaklıklarını kullanan deneysel bir çalışma sunmaktadır. Deney sonuçlarına göre, 48°C sabit ana yıkama sıcaklığı gaz şarjı ile birleştirildiğinde en verimli ayarların toplam 461 Wh enerji tüketimi ve 78 dakikalık ana yıkama adımı uzunluğu ile sonuçlandığı gösterilmiştir. 25 gram, 85 dakikalık sabit bir ana yıkama süresi için optimum koşul, 30 gramlık soğutucu şarj miktarında bulunur. 49,5°C'ye ulaşan sabit ana yıkama süresi altında 25 gramlık soğutucu şarjlarında gözlemlendiği gibi, enerji tüketimi artışını önlemek için sıcaklıkların 48°C ±0,5°C'nin altında tutulması önemlidir. 45°C su sıcaklığı ve 23°C ortam sıcaklığında yapılan hesaplamalar, en yüksek Performans Katsayısı (COP) ve sistem verimliliğinin sırasıyla %2,68 ve %56,1 olan 25 gram soğutucu 
akışkan şarjına ait olduğunu göstermektedir. Benzer şekilde, 45°C su ve 23°C ortam sıcaklıklarında, 
çalışma çeşitli gaz şarjları için sistem verimliliğini değerlendirmektedir. Sonuçlar, 20 gram, 25 gram ve 30 gram gaz için verimlilik değerlerinin sırasıyla %46,1, %56,1 ve %50,5 olduğunu göstermektedir. Isı pompası entegre bulaşık makinesi sistemi bağlamında araştırma, soğutucu şarj 
miktarları, ortam sıcaklıkları ve sistem verimliliği arasında meydana gelen karmaşık etkileşimleri açıklığa kavuşturuyor. Çevreye duyarlı teknolojiye olan ihtiyacın artmasıyla birlikte, elde edilen bilgiler bu dinamik etkileşimlerin anlaşılmasına önemli katkılar sunmakta ve sürdürülebilir ve enerji tasarruflu cihazlara yönelik gelecekteki tasarım iyileştirmelerine rehberlik edecektir.

Abstract:
This thesis presents an experimental study that used R600a refrigerants and varied ambient temperatures to examine the effects of different refrigerant charge levels on the effectiveness and energy consumption of a heat pump integrated dishwashing system. Based on the results of the experiments, it is shown that the most efficient settings result in a total energy consumption of 461 Wh and a main wash step length of 78 minutes when a fixed main wash temperature of 48°C is combined with a gas charge of 25 grams. For a constant main wash duration of 85 minutes, the optimum condition is found at a refrigerant charge amount of 30 grams. Maintaining temperatures below 48°C ±0.5°C is essential to prevent energy consumption increase, as observed with refrigerant charges of 25 grams under constant main wash duration which reaches 49.5°C. Calculations at 45°C water temperature and 23°C ambient temperature demonstrate that the highest Coefficient of Performance (COP) and system efficiency belong to 25 grams of refrigerant charge which are respectively 2.68 and 56.1%. likewise, at 45°C water and 23°C ambient temperatures, the study assesses the system efficiency for various gas charges. The results show that, for 20 grams, 25 grams, and 30 grams of gas, respectively, the efficiency values are 46.1%, 56.1%, and 50.5%. In the context of a heat pump integrated dishwasher system, the research clarifies the complex interactions that occur between refrigerant charge quantities, ambient temperatures, and system efficiency. With the increased need for environmentally sensitive technology, the gained insights offer significant contributions to the understanding of these dynamic interactions and will guide future design improvements for sustainable and energy-efficient appliances.