Experimental investigation and system design of dishwasher heat pump system with R600a/R290 mixture and system design modeling
Isı pompalı bulaşık makinesinde R600a/R290 karışımının deneysel incelemesi ve sistem tasarımının modellemesi
- Tez No: 831756
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN BEDİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Bu tez çalışmasında, bulaşık makinasına adapte edilmiş ve soğutucu akışkan olarak saf R600a kullanılan bir ısı pompası üzerinde, R600a/R290 zeotropik karışımının sistem performansı üzerindeki etkisi detaylı bir biçimde araştırılmıştır. Bu kapsamda, soğutucu akışkan karışımındaki R290 bileşimi kütle ağırlığına göre %10 ile %50 arasında değişecek şekilde karışımların 5 faklı bileşimi deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda: enerji tüketimi, güç tüketimi, çevrim süresi, ısıtma kapasitesi ve ısıtma verimliliği saf R600a kullanılan sistem referans alınarak karşılaştırılmıştır. Temel olarak soğutucu akışkan miktarında yüzdece artan R290 oranıyla bulaşık makinası çevrim süresinde kademeli bir düşüş gözlenmiştir. Çevrim süresi, karışımda %50 R290 kullanılan deneyde, 190 dakika çevrim süresine sahip baz deneye göre 54 dakika (%28,4) azalmıştır. Karışımda artan R290 oranları daha yüksek güç tüketim değeri sunmasına rağmen ısıtma kapasitesini de arttırdığından dolayı artan güç tüketimi her zaman beraberinde yüksek enerji tüketimi getirmemiştir. %60 R600a ve %40 R290 karışımının uygulandığı 160 dakika çevrim süresi sunan deneyde, ısıtma kapasitesindeki artış güç tüketimini yenerek optimum ısıtma verimi sağlamıştır. Buna paralel olarak, enerji tüketimi, 470 Wh enerji tüketim değerine sahip baz deneye göre 10 Wh azalmıştır. Ayrıca bu çalışmada, ısı pompalı bulaşık makinasının her bir bileşeni için bir alt model oluşturmuş ve ardından tüm modeller bir araya getirilerek ısı pompalı bir bulaşık makinesi çevrim modeli oluşturmuştur. Bulaşık makinasının döngüsel davranışı soğutucu akışkan olarak hem saf R600a hem de R600a/R290 karışımı için doğrulanmıştır. Bulaşık makinası kabin içi sıcaklığındaki maksimum sapma 1,5 °C iken çevrim süresinde bu değer 2 dakikadır. Ayrıca, güç tüketimindeki maksimum sapma değeri %5,2 olmasına karşın enerji tüketim değerinde maksimum %2,9'luk bir sapma gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, model ile deney oldukça benzer çıktılar göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the effect of R600a/R290 zeotropic mixture on system performance was investigated in detail on a heat pump system adapted to the dishwasher and using pure R600a as the refrigerant. In this context, five different compositions of the mixtures were investigated experimentally, with the R290 composition in the refrigerant mixture ranging from 10% to 50% by mass. In experimental studies, energy consumption, power consumption, cycle time, heating capacity, and heating efficiency were mainly compared with the base system using pure R600a. Fundamentally, a gradual decrease in the dishwasher cycle time was noted, with the percentage of R290 increasing and the cycle time in the experiment using 50% R290 in the mixture decreased by 54 minutes (28.4%) compared to the base experiment with a cycle time of 190 minutes. Although increasing R290 ratios in the mixture offered a higher power consumption value, it increased the heating capacity, so increased power consumption did not always bring high energy consumption with it. In the experiment where a 60% R600a and 40% R290 mixture was applied, a cycle time of 160 minutes was obtained, and it was observed that the increase in heating capacity provided optimum heating efficiency by surpassing power consumption. In parallel, the energy consumption decreased by 10 Wh compared to the base experiment with an energy consumption value of 470 Wh. Also, this study created a sub-model for each component of the heat pump dishwasher, and then all models were combined to form a heat pump dishwasher cycle model. The dynamic behavior of the dishwasher has been validated for both pure R600a and the R600a/R290 mixtures. While the maximum deviation in the cabinet temperature of the dishwasher was 1.5 °C, the cycle time variance was 2 minutes throughout the cycle. In addition, although the maximum deviation in power consumption was 5.2%, a maximum deviation of 2.9% was observed in the energy consumption value. Thus, the outputs of the model and the experiment were relatively comparable.
Benzer Tezler
- Üç akışkanlı ısı pompalı bulaşık makinesi buharlaştırıcısının deneysel incelenmesi ve modellenmesi
Experimental investigation and modeling of three-fluid heat-pump dishwasher evaporator
ONUR POYRAZ
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN DEMİR
- Yenilikçi ısı pompalı bulaşık makinesinde gaz şarjının performans üzerindeki etkisinin deneysel ve analitik incelenmesi
Experimental and analytical investigation of refrigerant charge impact on the performance of a novel heat pump integrated dishwasher
MAHYAR TAGHIZADEHALVANDI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKET ÖZGÜR ATAYILMAZ
- Bulaşık makinesinde inovatif hızlı kurutma yöntemi tasarımı ve yöntem parametrelerinin deneysel olarak incelenmesi
Design of a novel quick drying method in dishwasher and experimental investigation of method's parameters
RAHMİ MERT AKKÜLAH
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÇAKAN
- Dikey bir porselen levhadan taşınımla eşzamanlı ısı ve kütle geçişi olaylarının teorik & ampirik bağıntılar ve dijital görüntü işleme kullanılarak incelenmesi
Investigation of convective heat and mass transfer phenomena from a vertical plate by using empirical correlations and digital image processing
AYKUT EFE
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÇAKAN
- Bulaşık makinesi yıkama performansına etki eden mekanik parametrelerin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of mechanical parameters affecting the dishwasher cleaning performance
OĞUZHAN KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZEYNEP PARLAR