Otomobil klima sistemleri için alternatif soğutkan HFO-1234yf  ve ikincil soğutma uygulamaları
Alternative refrigerant HFO-1234yf in using car air conditioning systems and secondary cooling applications
Yazar: AHMET TAHİR KALKIŞIM
Danışman: PROF. DR. KADİR BİLEN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Buharlaştırarak soğutma = Evaporative cooling ; Ekserji = Exergy ; Kademeli soğutma = Cascade refrigeration ; Klima sistemleri = Climate systems ; Performans katsayısı (COP) = Coefficient of performance (COP)

Özet:
Amaç : HFO-1234yf gazı R134a gazına alternative olarak belirlenen düşük yanıcılık, zehirli olmayan ve küresel ısınmaya etkisi düşük olan bir soğutkandır. Doktora tezimizde R134a için alternative olarak kullanılması planlanan HFO-1234yf gazının termodinamik özellikleri incelenecek. 
Yöntem : HFO-1234yf soğutkanının teroik ve deneysel olarak R134a gazına olan alternative olma durumu tartışılmaktadır. Ekserjik analizi ve iki kademeli buhar sıkıştırmalı sistemler üzerinde de performans analizleri araştırılan HFO-1234yf gazının tüm araç kategorileri için uygunluğu ortaya koyulmaktadır.   
Bulgular : Tek kademeli buhar sıkıştırmalı araç soğutma sistemleri için yapılan çalışmamızda R134a soğutucu akışkanı ile HFO-1234yf soğutucu akışkanı hem sıkıştırma oranında hem de COP de benzerlik göstererek, bir araç üzerinde önemli bir değişikliğe ihtiyaç duymadan kullanılabileceği ortaya koyulmuştur. Çalışmamız farklı kompresör devir hızlarında gerçekleştirilerek, aracın farklı hızlardaki sürüş koşullarına göre soğutma kapasiteleri ortaya koyulmuş ve gazların termodinamik ve ekserjik analizi yapılmıştır. -20oC'den 5oC 'ye farklı Evaparatör sıcaklıkları için bu çalışmalar tekrar edilerek tüm olası şartlarda çalışmalar yürütülerek R1234yf akışkanının R134a soğutkanına iyi bir alternatif olduğu ortaya koyulmuştur 
Sonuç : Araç klima sistemleri içten yanmalı motor ile tahriklenerek çalışan kompresöre sahip olduğunda, düşük devirli ya da aracın kompresörü tahrik etmediği durumlarda da soğutmanın devam edebilmesi için evaparatör hattına yerleştirilen bir ısı eşanjörü ile su&glikol sistemi bağlanarak oluşturulan ikincil soğutma sistemi termal ve dinamik olarak incelenmiş, motorun tahrik edemediği durumlarda da soğutmanın yeterli düzeyde sağlanabildiği gösterilmiştir.

Abstract:
Purpose : HFO-1234yf gas is a low flammability, non-toxic refrigerant that is determined as an alternative to R134a gas and has a low impact on global warming. In our doctoral thesis, the thermodynamic properties of HFO-1234yf gas, which is planned to be used as an alternative to R134a, will be examined. 
Method : HFO-1234yf's theoretical and experimental results and its alternative to R134a gas is discussed. The suitability of HFO-1234yf gas for all vehicle categories, whose exergic analysis and performance analyzes on two-stage vapor compression systems were also investigated is revealed.
Findings : In our study for single-stage vapor compression vehicle cooling systems, it has been revealed that R134a refrigerant and HFO-1234yf refrigerant can be used without requiring any significant changes on a vehicle by showing similarity in both compression ratio and COP. Our study was carried out at different compressor rotation speeds, the cooling capacities of the vehicle were determined according to the driving conditions at different speeds, and the thermodynamic and exergic analysis of the gases were made. By repeating these studies for different evaporator temperatures from -20oC to 5oC, studies were carried out under all possible conditions and it was revealed that R1234yf fluid is a good alternative to R134a refrigerant.
Results : When the vehicle air conditioning systems have a compressor driven by an internal combustion engine, the secondary cooling system, which is formed by connecting a water & glycol system with a heat exchanger placed in the evaporator line, in order for the cooling to continue even at low speed or in cases where the vehicle does not drive the compressor, has been investigated thermally and dynamically. It has been shown that cooling can be provided at a sufficient level in cases.