Isı pompası sisteminde havalı güneş kolektörlü defrost uygulaması
Heat pump system defrosting with air solar collector
Yazar: YASİN USLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞAFAK ATAŞ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Isı pompası = Heat pump ; Kar çözme yöntemi = Defrost method ; Kollektörler = Collectors ; Yeniden kazanma = Recycling

Özet:
Bu çalışmada, ısı pompalı ısı geri kazanım sistemlerinde sistem kışın ısıtma modundayken dış hava sıcaklığının çiy noktasın altına düşmesi ile evaporatör yüzeyinde yoğuşan su buharının buzlanmasının havalı güneş kolektörü desteği ile engellenmesinin kullanılabilirliği araştırılmıştır. 

Bunun için Karabük ilinde kış mevsimi boyunca dış havanın güneşli ve 0°C ile 5°C arasında olduğu farklı günlerde ısıtma modunda deneyler yapılmıştır. Sistem için ısı pompalı bir ısı geri kazanım cihazına havalı güneş kolektörü dahil edilmiş ve hava, plakalı eşanjör üzerinden geçerek evaporatör yüzeyine teması sağlanmıştır. Sistem üzerinde belirlenen noktalardan termokupllar yardımı ile sıcaklık değerleri ölçülmüştür. Güneş kolektörü üzerine düşen ışınım miktarı ve sistem elektik tüketimi ölçülmüştür. Farklı ölçüm noktalarından alınan değerler grafiklere aktarılmıştır ve yorumlanmıştır. 
Sonuç olarak, güneş kolektörü çıkış sıcaklığı dış hava sıcaklığına göre ortalamada 10 °C, ışınımın fazla olduğu saatlerde ise yaklaşık 20 °C'lere kadar arttığı gözlenmiştir. Hava akışı karlanmış evaporatör yüzeyine ulaştığında gün boyu ortalama 19,55 °C, ışınımın yüksek olduğu saatlerde ise 24,42 °C sıcaklık değerine ulaştığı gözlemlenmiştir. Bu sıcaklıktaki hava akışının devamlı olarak evaporatör yüzeyinden geçmesi karlanmayı engellediği ve geciktirdiği gözlemlenmiştir. Yapılan ölçümlerle elektrik tüketim değeri bir saatte 0,66 kWh olduğu gözlemlenmiştir. Plakalı ısı geri kazanım cihazının ısıl verimliliği ortalama %40 olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, the feasibility of preventing the icing of the water vapor condensed on the evaporator surface with the support of an air solar collector when the outdoor air temperature drops below the dew point when the system is in the heating mode in winter in heat pump heat recovery systems was investigated.

For this, experiments were carried out in heating mode on different days when the outside air is sunny and between 0°C and 5°C during the winter season in Karabük. For the system, an air solar collector is included in a heat recovery device with a heat pump, and the air is contacted with the evaporator surface by passing over the plate heat exchanger. Temperature values were measured with the help of thermocouples from the points determined on the system. The amount of radiation falling on the solar collector and the electricity consumption of the system were measured. Values taken from different measurement points were transferred to graphics and interpreted.

As a result, it was observed that the exit temperature of the solar collector increased by 10 °C on average compared to the outdoor temperature, and up to about 20 °C in the hours when the radiation was high. It has been observed that when the air flow reaches the snowy evaporator surface, it reaches an average temperature of 19.55 °C during the day and 24.42 °C during the hours when the radiation is high. It has been observed that the air flow at this temperature continuously passes through the evaporator surface, preventing and delaying frost. With the measurements made, it has been observed that the electricity consumption value is 0.66 kWh in an hour. The thermal efficiency of the plate heat recovery device was calculated as 40% on average.