Farklı koşullardaki hava–su–hava kaynaklı ısı pompasının farklı soğutucu akışkanlarla termodinamik analizi

Abstract

Isı pompaları ters Carnot çevrimine dayanır ve bir ortamı ısıtmak veya soğutmak için kullanılabilir.  Bu çalışmada hava–su–hava kaynaklı bir ısı pompası kullanılmıştır.  Buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi olarak da bilinen ısı pompası, düşük sıcaklıktaki bir havadan ısı çeker ve bu ısı, sulu yoğuşturucuda soğutma suyuna aktarılır. Sulu yoğuşturucuda ısınan su, fanlı serpantinden geçirilerek havanın ısıtılması sağlanır. Bu çalışmanın amacı havadan suya ve fanlı serpantin ünitesinde sudan tekrar havaya ısı geçişi sağlayan ısı pompasının enerji (termodinamik) analizini yapmaktır.  Bu çalışmada çevrimde R134a, R422D (Mod52) ve R417A (Mod29) soğutucu gazlar kullanılmış ve yüksek, orta ve alçak basınç altında farklı soğutma suyu debileri için ölçümler yapılmıştır.

Keywords

• Buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi,ısı pompası,enerji analizi

Thermodynamic analysis of air–water–air source heat pumps under varied conditions for different refrigerants

Abstract

Heat pumps are based on the reverse Carnot cycle and can be used to heat or cool an environment. In this study, air–water–air source heat pump is used. Heat pump, also known as vapor compression refrigeration cycle, absorbs heat from low temperature air and this heat transferred to cooling water in condenser. Water that heated in condenser is passed through a fan coil to warm up the air. The aim of this study is to perform an energy (thermodynamic) analysis of heat pump that provides heat transfer from air to water and from water to air again in the fan coil unit.  In this study, R134a, R422d (Mod52) and R417a (Mod29) are used as refrigerant in the cycle and measurements were made for different cooling water flow rates under high, moderate and low pressures.

Keywords

• Vapor-compression refrigeration system,heat pump,energy analysis

References

1. Kaya M., Isı pompası ve kombi ısıtma sistemleri maliyet analizleri, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 6, 2, 39-47, (2009).
2. Bulgurcu, H., Bakım arıza bulma ve servis işlemleri. 2. baskı, İSKAV Yayınları, 4, 301-347, (2011).
3. Yamankaradeniz, R., Horuz, İ., Kaynaklı, Ö., Çoşkun, S. ve Yamankaradeniz, R., Soğutma tekniği ve ısı pompası uygulamaları, 2. baskı, Dora Yayıncılık, 13-14, (2009).
4. Çengel, Y.A. ve Boles, A.M., Thermodynamics an engineering approach, McGraw-Hill, (1989).
5. Özkol, N., Uygulamalı soğutma tekniği, TMMOB Makina Mühendisleri Odası, Ankara, (2010).
6. Şimşek, E., Karaçaylı, İ. ve Ekerer, S.C., Basınç – entalpi diyagramlarının kullanımı ve tasarım sıcaklığındaki değişimin sistem performansı üzerindeki etkileri, 1. Uluslararası Mühendislik Teknolojileri ve Uygulamalı Bilimler Konferansı, 695-702, (2016).
7. Berntsson, T., Heat sources-technology, economy and environment, International Journal of Refrigeration, 25, 428-438, (2002).
8. Coşkun, S., Sürekli rejimde farklı soğutucu akışkanlar için hava-su kaynaklı mekanik buhar sıkıştırmalı ısı pompasının simulasyonu, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 9, 1, 41-51, (2004).

9. Ozgener, O. ve Hepbasli, A., Experimental performance analysis of a solar assisted ground-source heat pump greenhouse heating system, Energy and Buildings, 37, 101-110, (2005).
10. Dikici, A., Akbulut, A., Gülçimen ve F., Akbulut, A., Hava kaynaklı ısı pompası sisteminin performans katsayısı, enerji ve ekserji analizi, Tesisat Mühendisliği Dergisi, 87, 33-42, (2005).
11. Alkan, R., Kabul, A. ve Kızılkan, Ö., Toprak kaynaklı bir ısı pompasının farklı soğutucu akışkanlar için termodinamik analizi, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 34, 1, 27-34, (2014).
12. Töre, H., Kılıçarslan, A., Dış ortam sıcaklığının soğutma durumunda çalışan ısı pompası performansına etkisinin deneysel olarak incelenmesi, ESSİAD Soğutma Dünyası Dergisi, 19, 73, 70-76, (2016).
13. Karaçaylı, İ. ve Canlı, Y., İklimlendirme ve soğutma uygulamaları ve laboratuvarı ders notu ve deney föyleri, Ege Üniversitesi Derleme Ders Notu, 2-5, (2016).
14. Chemours Refrigerant Expert 1.0, https://www.chemours.com/Refrigerants/en_US/products/DUPREX/DUPREX.html (14.06.2017).
15. Yılmaz, T., Teorik ve uygulamalı ısı transferi, Papatya Bilim, 439-442, (1999).
16. Yamankaradeniz, R., Horuz, İ., Çoşkun, S. ve Kaynaklı, Ö., İklimlendirme esasları ve uygulamaları, Dora Yayıncılık, (2007).
17. Doğan, H., Uygulamalı havalandırma ve iklimlendirme esasları, 2. baskı, Seçkin Yayıncılık, 87-92, (2012).