Soğutucu akışkan karışımları kullanan ısı pompalarında performans katsayısını etkileyen parametrelerin deneysel olarak tespit edilmesi

Abstract

ÖZET Nanazeotropik soğutkan karışımların kullanıldığı buhar sıkıştırmalı ısı pompalarının COP (coefficient of performance) ve rek (ekserjetik verim) değerleri üzerinde değişik parametrelerin etkileri incelendi. Seçilen parametrelerin sistem üzerindeki etkinliklerini ve optimum çalışma şartlarını belirlemek amacıyla Genichi Taguchi tarafından önerilen bir deneysel yöntem esas alınmış ve deneyler bu yönteme göre hazırlanan plan çerçevesinde yapılmıştır. Bu amaçla kurulan deney düzeneği, hava-su işletme çevrimine göre çalışan buhar sıkıştırmalı bir ısı pompası, kondensör soğutma suyunun yeniden kullanılması için zorlanmış çekmeli soğutma kulesi, su sirkülasyon pompası, evaporatöre giren havanın sıcaklığını istenen değerde tutmak için varyakla kontrol edilen elektrikli hava ısıtıcısı, gerekli ölçüm aletleri ve yardımcı ek donanımlardan meydana gelmiştir. Deneylerden gerekli ölçümler alınarak R12/R22 ve R11/R22 soğutkan karışımlarının değişik konsantrasyonları, kaynak sıcaklığı, kondensör soğutma suyu debisi ve soğutma suyu giriş sıcaklığı olarak tespit edilen parametrelerin buhar sıkıştırmalı ısı pompalarının COP ve riek üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda R12 ve R11 soğutkanlarıyla çalışan sistemlere R22 ilavesi ile COP ve rek'nin yükseltilebileceği anlaşılmıştır. Ayrıca soğutkan karışımlarından maksimum faydanın sağlanabilmesi için sistem üzerinde etkili parametrelerin belirlenmesinden sonra, sistemi mümkün olduğunca bu parametrelerin en iyi değerlerinden oluşan optimum çalışma şartlarında çalıştırmak gerekir.

SUMMARY The effects of various parameters on COP (the coefficient of performance) and riek (exergetic efficiency) values of the vapour compression heat pumps in which nonazeotropic refrigerant mixtures are used have been examinated. In order to determine the efficiency of the chosen parameters on system and the optimum working conditions, an experimental method suggested by Genichi TAGUCHİ was used and the experiments were carried out in the framework prepared according to this method. The experiment model set up for this purpose is comprised of a vapour compression heat pump conducting according to air-to-water cycle, for the recycling of condenser cooling water a forced draught cooling tower, water circulation pump, an electrical air-heater controlled by a variac in order to keep the air temperature passing into evaporator at the desired level, the necessary measurement instruments and the secondary equipment's. By means of the measurements taken necessarily from the experiments, the effects of the parameters determined as the various mixture concentrations of R12/R22 and R11/R22 refrigerants, source temperature, condenser cooling water flow rate and cooling water inlet temperature on the COP and rek of the vapour compression heat pump were studied. In the studies carried out, it was shown that the addition of R22 to the system using R11 and R12 pure refrigerants can increase the COP and rjek- Besides, in order to get the maximum advantage from the refrigerant mixtures, it is necessary to conduct the system of the optimal working conditions formed as much as possible by the best values of the parameters determined after obtaining the efficient parameters on the system.