R290 akışkanı kullanılan iç montaj soğutmalı teşhir reyonlarında dc invertörlü ve sabit hızlı soğutma kompresörlerinin enerji verimliliğinin karşılaştırılmasının deneysel araştırması
Experimental investigation of the energy efficiency of dc inverter and fix speed refrigeration compressors in integral refrigerated display cabinets using R290 fluid
Yazar: ABDULLAH ALTAŞ
Danışman: PROF. DR. İLHAN TEKİN ÖZTÜRK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Dünyada yaşanılan iklim problemleri ile mücadelede soğutucu akışkanların seçimi çok önemli hale gelmiştir. Küresel ısınmaya etkisi oldukça az olan ve böylelikle iklim kriziyle mücadelede soğutma sistemlerinde önemli bir çözüm haline gelmiş olan, R290 akışkanının kullanımı endüstriyel ve konutlara yönelik soğutmada her geçen gün artmaktadır. Bununla birlikte artan enerji fiyatları sonucu buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde enerji verimliliği de ayrı bir önem kazanmıştır.
Deneysel çalışma için, 900 x 2500 x 2000 mm (en x boy x yükseklik) ölçülerine sahip olan dikey soğutmalı teşhir reyonu için tasarım yapılmış ve ilgili sistem üzerine belirtilen kompresörler ayrı ayrı montaj edilerek testler iki ayrı durum için süpermarket ortamını simule edecek şekilde EN23953 ISO şartlarına uygun sıcaklık, nem ve hava hız değerlerindeki test odasında gerçekleştirilmiş ve gerekli veriler toplanmıştır.
Bu çalışmada Dünyada yaşanılan iklim problemleri ile mücadelede soğutucu akışkanlarda önemli hale gelmiş olan R290 akışkanı kullanılan iç montaj soğutmalı teşhir reyonlarında elektrik enerjisi tüketiminin azaltılması araştırılmıştır. DC inverter teknolojisi kullanılarak değişken soğutma yüklerine değişken hızlı kompresör ile cevap vererek minimum enerji sarfiyatı hedeflenmiştir. Böylelikle hem iklim değişimine pozitif katkı sunulması hem de enerji kaynaklarından tasarruf edilmesi amaçlanmıştır. Test odasında yapılan deneysel çalışmalar sonucunda DC inverterli kompresörün aç-kapa çalışan kompresöre göre %14 daha az enerji tükettiği belirlenmiştir.
DC inverterli kompresörün AC sabit hızlı kompresör yerine kullanılması durumunda, Net Bugünkü Değer yöntemine göre yapılan ekonomik değerlendirme sonucuna göre 9. yılda proje ancak kara geçebilmektedir. Ayrıca DC inverterli sistemin yıllık 0,16 ton daha az CO2 eşdeğer sera gazına sebebiyet verdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
The selection of refrigerants has become very important in combating the climate problems experienced in the world. The use of R290 fluid, which has a very low impact on global warming and has thus become an important solution in cooling systems to struggle the climate crisis, is increasing day by day in industrial and residential cooling. However, as a result of increasing energy prices, energy efficiency in vapor compression cooling systems has gained special importance.
For the experimental study, a design was made for a vertical refrigerated display cabiner with dimensions of 900 x 2500 x 2000 mm (width x length x height) and the specified compressors were mounted separately on the relevant system and tested in accordance with EN23953 ISO conditions to simulate the supermarket environment for two separate situations. The test was carried out in the test room at appropriate temperature, humidity and air speed values and the necessary data was collected.
In this study, reducing electrical energy consumption in internal assembly refrigerated display cabinet using R290 fluid, which has become important in refrigerants to struggle climate problems experienced in the world, was investigated. By using DC inverter technology, minimum energy consumption is targeted by responding to variable cooling loads with a variable speed compressor. In this way, it is aimed to make a positive contribution to climate change and to save energy resources. As a result of the experimental studies carried out in the test room, it was determined that the compressor with DC inverter consumed 14% less energy than the compressor operating on-off.
If the DC inverter compressor is used instead of the AC fixed speed compressor, the project can only make a profit in the 9th year, according to the economic evaluation result made according to the Net Present Value method. In addition, it has been determined that the DC inverter system causes 0.16 tons less CO2 equivalent greenhouse gas annually.