ENDÜSTRİYEL SOĞUTUCULARDA ATIK ISI GERİ KAZANIMIYLA PERFORMANS İYİLEŞTİRMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ELİF MERVE BAHAR
Danışman: Mustafa Aktaş
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Soğutma çevrimlerinde yaşanan en büyük problemlerden biri evaporatör üzerinde oluşan buzlanmadır. Buzlanmadan dolayı ısı transferinde azalma ve bunun sonucunda da performansta düşmeler meydana gelmektedir. Soğutma çevrimlerinde bir diğer sıkıntı da atık ısının kullanılmamasıdır. Çalışma amacına yönelik olarak iki farklı sistem tasarlanarak deneyleri yapılmıştır. Birinci sistemde hava akışı, elektrikli ısıtıcı ve sıcak gaz kullanılarak yapılan buz çözme işlemine karşılık geliştirilen sıcak suyla buz çözme yaklaşımı önerilmiştir ve tasarımı yapılmıştır. Birinci sistemin sonuçlarına göre, sıcak su ile gerçekleştirilen ve süresi 10 dakika olan defrost işleminin uygulandığı, ayrıca soğuk oda ile evaporatör arasında damper bulunmayan deney koşullarında, sistemin en yüksek performans katsayısı (COP) 4,34 değerine ulaşmıştır. Buz çözme veriminin en yüksek değeri sıcak su yönteminde %58,79 olmuştur. Sıcak su ile geliştirilen defrost yönteminin, sıcak hava yöntemine kıyasla defrost verimliliğinde %44'e ulaşan bir iyileşme yaratabileceği belirlenmiştir. Bunun yanı sıra, yeni yöntemin sıcak hava yöntemine yakın bir performans gösterdiği, ancak ani basınç dalgalanmalarına ve mekanik zorlanmalara karşı dayanıklı olması nedeniyle avantaj sağlayabileceği belirlenmiştir. İkinci sistemde, soğutma sisteminin atık ısısını değerlendirmek için yeni bir gizli ısıl enerjisi depolama ünitesi geliştirilmiştir. Kondenser üzerine entegreli ısıl enerji depolama ünitesi (IEDÜ) konulmuş, ünite içerisine kanatlı borular takılmıştır ve ısıyı depolaması için parafin kullanılmıştır. Deneyler, üç farklı kompresör çalışma modu altında yürütülmüş ve parafinin erime ve katılaşma süreçleri gözlemlenmiştir. İkinci sistemin sonuçlarına göre, kompresörün aç-kapa yaptığı deneyde en yüksek COP değeri 3,92 olmuşken, 89,97 Wh termal enerji depolamış ve 202 dakikalık en uzun erime süresini sergilemiştir. Bu bulgular, kompresörün aç-kapa yaptığı deneyin hem enerji verimliliği hem de erime süresi açısından en etkili performansı gösterdiğini göstermiştir. Kompresörün sürekli çalıştığı deneyde ise COP değeri 3,26 olduğunda, 91,29 Wh termal enerji depolanmış ve erime süresi 53 dakika olarak kaydedilmiştir. Kompresörün 23 dk çalışıp, 13 dk durduğu deneyde, COP değeri 3,13 iken, depolanan termal enerji 82.73 Wh'e düşmüş ve erime süresi 51 dakikaya gerilemiştir. Ayrıca, IEDÜ'de depolanan günlük enerjinin soğutma sisteminin toplam enerji tüketimine oranının ortalama %16,53 olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, soğutma sistemi için yeni bir defrost yöntemi ve kondenser atık ısısının depolandığı yeni bir ısı depolama ünitesi oluşturulmuştur.