Isı borusu ile entegre bir ısı pompalı kurutma sisteminin performans değerlendirmesi
Performance evaluation of a heat pump drying system integrated with a heat pipe
- Tez No: 959348
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZDEN AĞRA, DR. MUSTAFA KEMAL SEVİNDİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Günümüzde şehir nüfusunun artması, yaşam alanlarının daralması, hijyen hassasiyetinin yükselmesi ve çamaşır yıkama/kurutma sürelerinin uzaması, çamaşır kurutma makinelerine olan talebi artırmıştır. Kurutma makineleri bacalı, yoğuşturuculu ve ısı pompalı olmak üzere üçe ayrılırken, enerji verimliliği açısından en iyi performans ısı pompalı sistemlerde görülmektedir. 2025'te yürürlüğe girecek AB enerji düzenlemeleri kapsamında, yüksek enerji tüketimi nedeniyle bacalı ve yoğuşturuculu modellerin satışı yasaklanacaktır. Artan enerji maliyetleri de sektörde enerji verimliliğini önemli bir rekabet avantajı hâline getirmiştir. Tüketicilerin düşük enerji tüketimli ve özellikle 8 kg kapasiteli makineleri tercih ettiği göz önüne alındığında, kısa çevrim süresine sahip, yüksek verimli ve maliyet açısından rekabetçi 8 kg ısı pompalı kurutma makineleri geliştirmek, üreticiler için stratejik önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, ısı pompalı kurutma makinelerinin enerji performansını artırmaya yönelik olarak önerilen teknik ve tasarımsal iyileştirmeler değerlendirilmiş; bu doğrultuda, rekabetçi pazar koşulları ve tüketici beklentileri göz önünde bulundurularak yenilikçi bir çözüm sunulmuştur. Söz konusu çözüm kapsamında, ısı geri kazanımı sağlayan yeni bir ısı borulu ısı değiştirici tasarlanarak sistem performansına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Isı borusunun farklı çalışma koşulları ve farklı dolum oranlarındaki verimliliğini değerlendirmek amacıyla kapsamlı deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Gerçekleştirilen deneylerde, R600a, R134a ve R290 soğutucu akışkanları kullanılarak tasarlanan ısı borulu ısı değiştirici için %20 ve %60 dolum oranlarında performans değerlendirmeleri yapılmıştır. Ayrıca, ısı pompası sisteminin farklı işletim sıcaklıklarının ısı borusu üzerindeki etkisini analiz edebilmek amacıyla üç farklı kompresör hızı ve üç farklı fan hızı kombinasyonu kullanılarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, tüm soğutucu akışkanlar arasında en yüksek performansın R600a soğutucu akışkanında ve %60 dolum oranı ile sağlandığını ortaya koymuştur. En iyi kurutma süresi ve enerji verimliliği, 1500 devir/dakika kompresör devri ve 2300 devir/dakika fan devri koşullarında elde edilmiştir. Isı borulu ısı değiştiricinin sisteme entegrasyonu ile kurutma makinesinde %10'a varan ek enerji kazancı sağlandığı deneysel olarak doğrulanmıştır. Bu doğrultuda, çalışma hem enerji verimliliği hem de sürdürülebilir tasarım açısından çamaşır kurutma makinelerine entegre edilebilecek yenilikçi bir teknolojinin potansiyelini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The increasing urban population, shrinking living spaces, heightened hygiene awareness especially in the post-pandemic period and prolonged laundry washing and drying times have significantly boosted the demand for tumble dryers. These appliances are classified into three main types based on their operating principles: vented, condenser, and heat pump dryers. Among these, heat pump dryers are known to offer the highest energy efficiency. In line with the new energy regulations set to take effect in 2025, the sale of vented and condenser dryers will be prohibited in the European Union due to their high energy consumption. Simultaneously, the depletion of energy resources and rising energy costs have made energy efficiency a critical factor in the competitiveness of the home appliance industry. Market research in the literature indicates that consumers increasingly prefer energy-efficient products, particularly tumble dryers with an 8 kg capacity. Therefore, the development of 8 kg capacity heat pump dryers that offer short cycle times, high energy efficiency, and cost competitiveness has become strategically important for manufacturers. This thesis evaluates proposed technical and design improvements aimed at enhancing the energy performance of heat pump tumble dryers and presents an innovative solution aligned with current market dynamics and consumer expectations. Within the scope of this study, a novel heat pipe heat exchanger was designed to enable heat recovery, and its impact on system performance was investigated through experimental methods. Comprehensive tests were conducted to assess the efficiency of the heat pipe under various operating conditions and fill ratios. The experimental setup involved performance evaluations of a heat pipe heat exchanger charged with R600a, R134a, and R290 refrigerants at 20% and 60% filling ratios. In addition, to analyze the influence of different operating temperatures of the heat pump system on the heat pipe, experiments were conducted using three different compressor speeds and three different fan speed combinations. The findings revealed that the highest overall performance was achieved using R600a refrigerant at a 60% fill ratio. The optimal drying performance and energy efficiency were observed at a compressor speed of 1500 rpm and a fan speed of 2300 rpm. Experimental results confirmed that the integration of the heat pipe heat exchanger into the system yielded an additional energy saving of up to 10%. Accordingly, this study demonstrates the potential of an innovative technology that can be integrated into tumble dryers to improve both energy efficiency and sustainable design.
Benzer Tezler
- Theoretical and experimental performance analysis of a solar assisted heat pump
Güneş enerjisi destekli ısı pompası sistem performansının deneysel ve teorik olarak analizi
AHMET ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMİL YAMALI
- Ankaradaki bir gençlik merkezinin farklı yöntemlerle ısıtma ihtiyacının karşılanması
Meeting heating needs of a youth center in Ankara with different methods
BETÜL SÜTÇÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAMİ HORUZ
- Elektronik soğutma ihtiyacı olan profesyonel telsiz cihazının içerisine yerleştirilen ısı borusunun deneysel incelenmesi
Experimental investigation of heat pipe placed in a professional radio device that needs electronic cooling
MURAT ÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ZEKİ YILMAZOĞLU
- Kızıldere jeotermal rezervuarının teknik ve ekonomik değerlendirilmesi
Technical and economical evaluation of Kızıldere geothermal field
UMRAN SERPEN
- A Configuration of systematic approaches for drinking water distribution problem in metropolitan areas
Başlık çevirisi yok
SELİM KAHVECİOĞLU
Doktora
İngilizce
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİME SEZGİN