Rollbond buharlaştırıcı tasarımının doğrudan genleşmeli ısı pompası performansına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Investigation of the effect of rollbond evaporator design on the performance of direct expansion heat pump experimentally
Yazar: EMİNE MUTLU
Danışman: PROF. DR. L. BERRİN ERBAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Buharlaştırıcılar = Evaporators ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Isı pompası = Heat pump

Özet:
Bu tez çalışmasında, su ısıtmada verimliliği yüksek olan ısı pompaları ve geleneksel güneş enerjisi destekli su ısıtıcılarının sahip olduğu avantajları tek bir ünitede toplayan doğrudan-genleşmeli güneş destekli ısı pompaları (DG-GDIP) ele alınmıştır.Literatürde, rollbond kollektör-buharlaştırıcıların tasarlanması ve farklı buharlaştırıcı tasarımlarının sistem performansına etkisinin belirlenmesi konusunda yeterli bilgi bulunmadığından, bu tez çalışmasında, DG-GDIP su ısıtıcısı için en yüksek performansı katsayısını sağlayan rollbond kollektör-buharlaştırıcı geometrisinin deneysel olarak belirlenmesi amacıyla üç ayrı sistem kurularak sistem performansı deneysel olarak araştırılmıştır. Kurulan üç deney düzeneği kollektör-buharlaştırıcı geometrileri dışında özdeştir. Deney aşamasından önce, deneysel olarak performansı gözlenecek üç farklı tasarımın belirlenebilmesi için yedi farklı buharlaştırıcı tasarımı oluşturularak ticari bir CFD yazılımı olan FLUENT kullanılarak sayısal analizler gerçeklestirilmiştir. Bu çalışma ile literatüre,*Şaşırtmalı giriş manifoldlu, iki gövde geçişli, tek karışım bölgeli, simetrik tip bir buharlaştırıcı; düz giriş manifoldlu, sekiz gövde geçişli ve iki karışım bölgeli, simetrik tip bir buharlaştırıcı ve şaşırtmalı giriş manifoldlu, dört gövde geçişli, üç karışım bölgeli, simetrik bir buharlaştırıcı tipi kullanılarak kurulan üç özdeş düzenekte, aynı şartlarda gerçekleştirilen deneylerde toplanan veriler,*En yüksek performansın elde edildiği 1 numaralı sistem için COP değerinin güneş ışınımı ve hava sıcaklığına bağlı olarak değişimini veren ampirik bir bağıntı,*Rollbond buharlaştırıcılar için bir isimlendirme sistematiği önerisikazandırılmıştır.

Abstract:
In this study, direct-expansion solar assisted heat pumps (DX-SAHP) which combine the advantages of both heat pumps and solar assisted water heaters have been studied.In this study, the rollbond collector-evaporator design which gives maximum coefficient of performance for the DX-SAHP water heater is investigated experimentaly on the three seperate heat pump systems due to the lack of studies on the effect of collector-evaporator design to the system performance. Three DX-SAHP systems are identical except collector-evaporator design. Before the experimental phase, numerical analysis of seven different evaporator designs was carried out using commercial CFD software, FLUENT to determine the three designs which will be used in the experiments.This studys, brings follwing results to the literature;*The experimental data obtained from the three identical heat pump system except evaporators namely; an evaporator with staggered manifold, two body-pass, single mixing zone, symmetrical type and an evaporator with flat manifold, eight body-pass and two mixing zone, symmetrical type and an evaporator with staggered manifold, four body-pass, three mixing zone, symmetrical type evaporator at the same conditions,*An empirical correlation for the system COP of the system 1 with an evaporator with flat manifold, eight body-pass and two mixing zone, which provides highest COP, has been found using the experiments conducted during the thesis study. The correlation gives the COP value of the system with respect to the solar radiation and outdoor temperature,*A systematic nomenclature was proposed for the rollbond evaporators.