Türkiye için hava kaynaklı ısı pompası verimlilik haritasının oluşturulması
Developing an efficiency map for air source heat pumps in Turkey
Yazar: MEHMET ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. AYHAN ONAT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Enerji optimizasyon modeli = Energy optimization model ; Harita optimizasyonu = Map optimisation ; Sayısal modelleme = Numerical modelling ; Çok kriterli optimizasyon = Multi criteria optimization

Özet:
Enerji talebini karşılamak ve karbon emisyonlarını azaltmak için ülkeler tarafından temiz enerji teknolojisi kullanan cihazlar teşvik edilmektedir. Bu nedenle binalarda ısıtma, soğutma ve sıcak su ihtiyacını karşılayabilmek adına diğer ısı pompası türlerine göre daha az kurulum maliyetine sahip, enerji tasarrufu sağlayan ve çevre dostu olan hava kaynaklı ısı pompası cihazı ve fancoil ünitesi en iyi alternatiftir. Hava kaynaklı ısı pompasının alternatifler arasında üst sırada yer alması nedeniyle bu ısı pompası türünün daha etkin ve verimli çalışması için optimizasyon ile modelleme çalışmaları yapılmaktadır.
Bu çalışmada  dış ortam parametrelerinden dış ortam sıcaklığı, bağıl nem, rüzgar hızı, basınç ve rüzgar yönü değişkenlerinin hava kaynaklı ısı pompası elemanlarından kondenser ve evaporatör ile hava kaynaklı  ısı pompasına entegre olarak çalışan fancoil ünitesi üzerindeki etkileşimler moderated mediation analizine ait optimizasyon modelleri yardımıyla araştırılmıştır. Moderated mediation analizi yapılmadan önce sensörler ile ölçülen ve T.C. Meteoroloji Müdürlüğü veri tabanından alınan değerlerin normallik testi yapılıp gerçekliğe yakınlığı belirlenmiştir. Optimizasyon modelleri ile elde edilen matematiksel denklemler yardımıyla fancoil ünitesine  giren  su sıcaklığı, hava kaynaklı ısı pompasına giren su sıcaklığı, kondenser yoğuşma sıcaklığı ve evaporatör buharlaşma sıcaklığı tahmin edilebilmektedir. Türkiye'deki illere ait dış ortam parametrelerinin birbirleri arasındaki etkileşim ortaya çıkartılarak Türkiye için hava kaynaklı ısı pompasının illere göre verimlilik haritaları elde edilmektedir. Moderated mediation analizi ile elde edilen etkileşimler, matematiksel denklemler ve verimlilik haritaları ile hava kaynaklı ısı pompasının temel elemanlarından kondenser, evaporatör ve fancoil ünitesi üretenlere ve/veya tasarlayanlara yardımcı olmak amaçlanmıştır.

Abstract:
Countries encourage the use of sustainable energy technology to meet energy demand while reducing carbon emissions. As a result, the air source heat pump device and fancoil unit are the most suitable options for meeting buildings' heating, cooling, and hot water needs since they are less expensive to install, save energy, and are ecologically benign. Studies on efficiency and optimization are being conducted to make air source heat pumps operate more effectively and efficiently because they are one of the best options available.
In this study, optimization models from the category of moderated mediation analysis were used to examine the effects of outdoor temperature, relative humidity, wind speed, pressure, and wind direction variables on the condenser, evaporator, and fancoil integrated into the air source heat pump. Before the moderated mediation analysis was performed, the normality test of the data taken from the meteorological database was performed, and its proximity to reality was determined. The water temperature entering the fancoil unit, the water temperature entering the air source heat pump, the condenser condensation temperature, and the evaporator evaporation temperature can all be estimated using mathematical equations generated by optimization models. Its purpose is to provide the interactions, equations, and efficiency maps generated by moderated mediation analysis to the producers and/or designers of air source heat pumps, condensers, evaporators, and fancoils.