Sistem parametrelerinin hidrokarbon soğutucu akışkanlı ısı pompalı sistemin yoğuşma performansı üzerine etkisi
The effect of system parameters on the condensation performance of heat pump system with hydrocarbon refrigerant
Yazar: SAMET HOCAOĞLU
Danışman: PROF. DR. DERYA BURCU ÖZKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Hava kaynaklı ısı pompası = Air source heat pump ; Hidrokarbonlar = Hydrocarbons ; Propan = Propane

Özet:
Son yıllarda küresel ısınma kritik seviyelere ulaştığı için bazı soğutucu akışkanların kullanımı sınırlandırılmıştır. Avrupa Birliği F-Gaz Yönetmeliği ile küresel ısınma potansiyeli (GWP) 150' den büyük olan soğutkanların kullanımlarına ilişkin kota getirilmiştir. Kullanımı sınırlandırılan soğutkanlardan hidroflorokarbonlar (HFC) ısı pompalı sistemlerde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu soğutkanların çevresel etkileri göz önüne alındığında F-gaz yönetmeliğine uyum sağlamak için uzun vadeli alternatifler aramak oldukça önemlidir. Hidrokarbonlu (HC) soğutkanlar ısı pompalı uygulamalar için uygun alternatifler arasında gösterilmektedir. HC soğutkanlardan R290 sıfır ODP ve düşük GWP sebebiyle mevcut HFC sistemleri için uygun potansiyel bir soğutucu akışkandır.
Isı pompası sistemlerinde, buharlaştırıcıdan geçen havanın yoğuşmasında etkili olan birçok sistem bileşeni vardır. Bu bileşenlerin farklı tasarım durumlarında yoğuşma performansını ve yoğuşma verimini nasıl etkilediğini bilmek oldukça önemlidir. Bu çalışmada, R290 hidrokarbon soğutucu akışkanlı ısı pompalı sistemde kılcal boru boyu, soğutucu akışkan şarj miktarı, hava debisi ve buharlaştırıcı boru sayısı gibi farklı parametrelerin yoğuşma performansı ve yoğuşma verimi üzerine etkisi deney tasarımı yaklaşımı ile incelenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar teorik analizlerle karşılaştırılmıştır. Deneysel verilerden hareketle bir regresyon model oluşturulmuştur. Bu modelde, yoğuşma performansı üzerinde ikili ve üçlü etkileşim kombinasyonlarının, tekli ve dörtlü kombinasyonlara göre daha etkin olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Since global warming has reached critical levels, limitations have been placed on the use of certain fluoride-containing refrigerants by F-Gas regulations. The EU F-Gas Regulation has introduced quotas for the use of refrigerants with a global warming potential(GWP) greater than 150. Hydrofluorocarbons(HFCs) from restricted refrigerants are widely used in heat pump systems. Considering the environmental impact of these refrigerants, it is important to look for long-term alternatives to comply with F-gas regulations. Hydrocarbon(HC) refrigerants are shown as suitable alternatives for heat pump applications. R290 as a HC refrigerant is a potential refrigerant suitable for existing HFCs systems due to zero ODP and low GWP.
In heat pump systems, there are many system components or parameters that are effective in condensing the humidity in the air passing through the evaporator. It is very important to know how these elements affect the condensation performance and condensation efficiency in different design situations. In this study, the effect of different parameters such as capillary length, charge amount, number of evaporator tube and air flow rate on the condensation performance and condensation efficiency of a R290 hydrocarbon refrigerant heat pump was investigated experimentally. The experimental results were compared with the theoretical model ones. A regression model was developed based on experimental data. In this model, it has been found that the combination of two and three interaction on condensation performance was more effective than the combination of single and quadruple.