Ana Temalar ve Önemli Fikirler/Gerçekler 1. Isı Pompalarının Temel İşleyişi ve Önemi Isı pompaları, termal konforu sağlamak için ısıyı düşük sıcaklıklı bir ortamdan alıp yüksek sıcaklıklı bir ortama aktaran sistemlerdir. Yüksek verimlilikleri nedeniyle iklimlendirme sistemlerinde önemli bir alternatif olarak öne çıkmaktadırlar. Çalışma genellikle buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi ile gerçekleşir ve dört temel eleman (evaporatör, kompresör, kondenser, genleşme valfi) içerir. "Isı pompaları ısıt ma ya da soğutma amaçlı olarak; ısıyı, sıcaklığı düşük olan ortamdan alır ve sıcaklığı yüksek olan ortama verir. Bu işlemi ise genelde buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi ile yaparlar." (Sayfa 20) Isı pompası verimi, iç ve dış ortam koşulları, soğutucu akışkan cinsi ve bileşen verimliliği gibi birçok parametreye bağlıdır. 2. Değişken Evaporatör Sıcaklığının Sistem Performansına Etkisi Çalışmanın temel odak noktası, evaporatör buharlaşma sıcaklığının dış hava sıcaklığına göre ayarlanabilen bir ısı pompasının performansını incelemektir. Bu, değişken hızlı bir kompresör ve elektronik genleşme valfinin senkronize çalışmasıyla sağlanır. "Evaporatör buharlaşma sıcaklığını dış hava sıcaklığına göre ayarlayabilen bir ısı pompası sisteminin performansı teorik olarak incelenmiştir." (Sayfa 19) Teorik hesaplamalar sonucunda, evaporatör sıcaklığı arttıkça kompresörün harcadığı enerjinin azaldığı ve dolayısıyla sistemin veriminin (COP) arttığı gözlemlenmiştir. (Çizelge 4.1 ve Sayfa 65) Dış hava sıcaklığı ile evaporatör sıcaklığı arasındaki fark 10 °C olarak sabit tutulmuştur. Bu durum, COP üzerinde olumlu etki yaratmaktadır. 3. Soğutucu Akışkan Seçimi ve R410A ile R32 Karşılaştırması Soğutucu akışkanların çevresel etkileri ve termodinamik özellikleri, ısı pompası tasarımında kritik öneme sahiptir. Çalışmada, yaygın olarak kullanılan R410A ile daha çevreci olan R32 gazının performansı karşılaştırılmıştır. "R410A ve R32 soğutucu akışkanlarının her ikisinin de ozon tabakasına verdiği zararı gösteren ODP (ozone depletion power) değeri sıfırdır. Fakat küresel ısınma potansiyellerini gösterir GWP (global warming potential) değerleri R32’nin 675 iken; R410A’nın 2088’dir." (Sayfa 23) R32'nin daha düşük Küresel Isınma Potansiyeli (GWP) değeri (R32 için 675, R410A için 2088) onu daha çevreci bir seçenek yapmaktadır. (Çizelge 1.1, Sayfa 24) "Soğutucu akışkan olarak R410A yerine R32 kullanıldığında, enerji tüketiminde %9’luk bir avantaj sağlanmıştır. COP değerlerindeki artış ise %8-%10 arasında değişmiştir." (Sayfa 80) R32 soğutucu akışkanının R410A'ya göre daha yüksek COP değerlerine ulaştığı ve enerji tüketimini azalttığı tespit edilmiştir. Örneğin, ortalama günlerde R410A ile en yüksek COP 3,8 iken, R32 ile 4,2 olmuştur. (Çizelge 4.6, Sayfa 76) 4. Sistem Optimizasyonu ve Enerji Tüketimi Çalışma, Konya ilindeki bir oda için en uygun ısı pompası kapasitesini belirlemiş ve aylık enerji tüketimlerini analiz etmiştir. Konya iklim koşullarında 100 m²'lik bir odanın ısıtılması için 18000 btu/h kapasiteli bir ısı pompası, elektrikli ısıtıcı desteğiyle en az enerji tüketimini sağlamıştır. (Sayfa 62-63) Isıtma ihtiyacının en fazla olduğu aylar Aralık ve Ocak olarak belirlenmiştir. Bu aylarda enerji tüketimi de en yüksek seviyededir. Örneğin, R410A kullanıldığında Aralık ayında 1264 kWh, Ocak ayında 984 kWh enerji tüketimi gerçekleşmiştir. (Şekil 4.10, Sayfa 70 ve Çizelge 4.3, Sayfa 71) Değişken hızlı sistemlerin, dış hava sıcaklığının yüksek olduğu gündüz saatlerinde daha yüksek verimlilik (COP) gösterdiği bulunmuştur. 5. Metodoloji ve Simülasyon Çalışmada teorik hesaplamalar ve simülasyonlar için belirli bir metodoloji izlenmiştir. Odanın ısı kaybı hesaplamaları "İzoder TS825" programı kullanılarak yapılmıştır. Enerji dengesi hesaplamaları için EES (Engineering Equations Solver) programında bir simülasyon programı yazılmıştır. Girdi olarak Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilen 2015 yılına ait saatlik sıcaklık verileri kullanılmıştır, çünkü bu yıl 2013-2017 yılları arasındaki ısıtma gün dereceleri ortalamasını en iyi temsil etmektedir. (Çizelge 3.4, Sayfa 56) Isıtma ihtiyacının Kasım, Aralık, Ocak, Şubat ve Mart aylarında olduğu belirlenmiştir (ısıtma gün derecesi 250'nin üzerinde olması kriteriyle). (Sayfa 55) Sonuçlar ve Öneriler Değişken evaporatör sıcaklığına sahip ısı pompası kullanımı, dış hava sıcaklık değişimlerine optimum tepkiler vererek enerji tasarrufu sağlamaktadır. Isıtma ihtiyacı azaldığında evaporatör buharlaşma sıcaklığının yükseltilmesi, kompresör enerji tüketimini azaltır ve COP değerini artırır. Enerji depolama sistemleri ile birleştirildiğinde, COP'nin yüksek ve enerji tüketiminin düşük olduğu zamanlarda enerjinin depolanması, sistem verimliliğini daha da artırabilir. R410A yerine R32 soğutucu akışkanının kullanılması, sadece çevreci bir alternatif olmakla kalmayıp, aynı zamanda %9'a varan enerji tasarrufu ve %8-10 arasında COP artışı sağlayarak sistem performansını iyileştirmektedir. Bu nedenle, yeni nesil ısı pompalarında R32 kullanımının teşvik edilmesi önemlidir. ... Devamını Oku