Hava kaynaklı ısı pompası sisteminde alternatif bir defrost yönteminin incelenmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Karabük Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında, artan dünya nüfusu ve iklim değişikliğinin etkileri sonucu enerji tüketiminin azaltılmasına yönelik olarak soğutma sistemlerinde yapılan çalışmalar incelenmiştir. Küresel ısınmanın ve çevresel tehditlerin arttığı bu dönemde, enerji tasarrufu sağlayan ve çevreye duyarlı ısıtma-soğutma sistemlerinin geliştirilmesi kritik bir gereklilik haline gelmiştir. Özellikle hava kaynaklı ısı pompalarının verimliliğini düşüren en önemli sorunlardan biri, evaporatör yüzeyinde oluşan buzlanmadır. Bu buzlanma, ısı transferini yavaşlatarak enerji tüketimini artırır ve sistemin performansını düşürür.
Çalışmada, literatürde yaygın olarak kullanılan çeşitli defrost yöntemleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Geleneksel yöntemlerin enerji tüketiminde ve verimlilikte yeterli iyileşmeyi sağlayamaması nedeniyle, alternatif bir defrost yöntemi geliştirilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Bu amaçla, mikrodalga ışınları kullanılarak
evaporatör yüzeyinde oluşan buzlanmayı gidermeye yönelik yeni bir sistem tasarlanmış ve bu sistem üzerinde deneysel analizler gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında, evaporatör yüzeyinde oluşan buzun çözülme hızını artırmak amacıyla mikrodalga ve su püskürtme kombinasyonu kullanılmıştır. Mikrodalga destekli deneyler kıyaslanarak, sistemin enerji tüketimi ve buz çözme süreleri karşılaştırılmıştır. Mikrodalga 600-Watt gücünde çalıştığında alınan deneyde sistemin uzun bir süre stabil kaldığı, buzun kısmen eridiği tam çözünme gerçekleşmediği kaydedilmiştir. 800-Watt gücünde alınan deney ile 600-Watt gücünde alınan deney kıyaslandığında, evaporatör yüzeyinde buzlanma %228 oranında ve kompresör yüzeyinde buzlanma ise %3 oranında arttırılmış olmakla beraber erime süresi ise 900 saniyeden 360 saniyeye düşürülerek %150 oranında daha hızlı çözünme gerçekleştirilmiş ve kesintisiz ısıtma sağlanmıştır.
Yapılan deneysel çalışmalar, mikrodalga ışınlarıyla defrost işleminin, sistem durdurulmadan uygulanabildiğini ve enerji tüketimini düşürerek verimliliği artırdığını göstermiştir. Mikrodalga destekli defrost yönteminin geleneksel yöntemlere kıyasla daha hızlı ve enerji açısından daha verimli olduğunu göstermektedir. Bu yöntem, buz çözme işleminin süresini kısaltarak ve enerji tüketimini azaltarak ev tipi buzdolabı evaporatörlerinde önemli bir potansiyele sahiptir. Elde edilen bulgular, bu yöntemin hava kaynaklı ısı pompalarında kullanım potansiyelini ortaya koymakta ve enerji verimliliği yüksek sistem tasarımı için yenilikçi bir çözüm sunduğunu göstermektedir. Mikrodalga destekli defrost yöntemi, sadece enerji tasarrufu sağlamakla kalmamış, aynı zamanda sistemin kesintisiz çalışmasına da olanak tanımıştır. Bu durum, özellikle soğuk iklimlerde çalışan hava kaynaklı ısı pompalarının performansını önemli ölçüde iyileştirme potansiyeli taşımaktadır.
This thesis investigates studies conducted on cooling systems to reduce energy consumption due to the increasing world population and the effects of climate change. In this era of global warming and increasing environmental threats, developing energy-efficient and environmentally friendly heating and cooling systems has become a critical necessity. One of the most significant issues that reduce the efficiency of air-source heat pumps is the formation of frost on the evaporator surface. This frost slows down heat transfer, increasing energy consumption and reducing system performance. The study has conducted a detailed examination of various defrost methods commonly used in the literature. Due to the inability of traditional methods to provide sufficient improvement in energy consumption and efficiency, the need for an alternative defrost method has arisen. For this purpose, a new system has been designed to remove frost formed on the evaporator surface using microwave radiation, and experimental analyses have been carried out on this system. Within the scope of experimental studies, a combination of microwaves and water spraying has been used to increase the melting rate of the ice formed on the evaporator surface. The effect of relative humidity on frosting has been investigated. By comparing microwave-assisted experiments, the energy consumption and defrost times of the system have been compared. In the experiment conducted at 600 Watts, it was observed that the system remained stable for a long time, the ice partially melted, and complete melting did not occur. When comparing the experiment conducted at 800 Watts with the experiment conducted at 600 Watts, it was observed that the frosting on the evaporator surface increased by 228% and the frosting on the compressor surface increased by 3%, while the melting time was reduced from 900 seconds to 360 seconds, resulting in a 150% faster melting and uninterrupted heating. The experimental studies conducted have shown that the defrost process with microwave radiation can be applied without stopping the system and increases efficiency by reducing energy consumption. The microwave-assisted defrost method has been shown to be faster and more energy-efficient compared to traditional methods. This method has significant potential in household refrigerator evaporators by reducing the defrosting time and energy consumption. The findings reveal the potential of this method for use in air-source heat pumps and provide an innovative solution for designing highly energy-efficient systems. The microwave-assisted defrost method not only provides energy savings but also enables the continuous operation of the system. This has the potential to significantly improve the performance of air-source heat pumps, especially those operating in cold climates.
This thesis investigates studies conducted on cooling systems to reduce energy consumption due to the increasing world population and the effects of climate change. In this era of global warming and increasing environmental threats, developing energy-efficient and environmentally friendly heating and cooling systems has become a critical necessity. One of the most significant issues that reduce the efficiency of air-source heat pumps is the formation of frost on the evaporator surface. This frost slows down heat transfer, increasing energy consumption and reducing system performance. The study has conducted a detailed examination of various defrost methods commonly used in the literature. Due to the inability of traditional methods to provide sufficient improvement in energy consumption and efficiency, the need for an alternative defrost method has arisen. For this purpose, a new system has been designed to remove frost formed on the evaporator surface using microwave radiation, and experimental analyses have been carried out on this system. Within the scope of experimental studies, a combination of microwaves and water spraying has been used to increase the melting rate of the ice formed on the evaporator surface. The effect of relative humidity on frosting has been investigated. By comparing microwave-assisted experiments, the energy consumption and defrost times of the system have been compared. In the experiment conducted at 600 Watts, it was observed that the system remained stable for a long time, the ice partially melted, and complete melting did not occur. When comparing the experiment conducted at 800 Watts with the experiment conducted at 600 Watts, it was observed that the frosting on the evaporator surface increased by 228% and the frosting on the compressor surface increased by 3%, while the melting time was reduced from 900 seconds to 360 seconds, resulting in a 150% faster melting and uninterrupted heating. The experimental studies conducted have shown that the defrost process with microwave radiation can be applied without stopping the system and increases efficiency by reducing energy consumption. The microwave-assisted defrost method has been shown to be faster and more energy-efficient compared to traditional methods. This method has significant potential in household refrigerator evaporators by reducing the defrosting time and energy consumption. The findings reveal the potential of this method for use in air-source heat pumps and provide an innovative solution for designing highly energy-efficient systems. The microwave-assisted defrost method not only provides energy savings but also enables the continuous operation of the system. This has the potential to significantly improve the performance of air-source heat pumps, especially those operating in cold climates.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Defrost, Mikrodalga, Isı Pompası, Microwave, Heat Pump
