Çatı tipi klimalarda R-410a alternatifi soğutucu akışkanların kullanımının analizi

Abstract

ÖZGEÇMİŞMehmet Onur OKUDAN 24.03.1993 tarihinde Antalya’da doğmuştur. Lise eğitimini 2011 yılında H.M.M. Bileydi Anadolu Lisesi’nde tamamlamıştır. Aynı yıl lisans eğitimine Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde başlamış ve 2017 yılında mezun olmuştur. 2019 yılından bu yana Ford Otosan Sanayi A.Ş firmasında Makine Mühendisi olarak görev almaktadır.ÖZETKüresel ısınmanın Dünya üzerindeki etkileri her geçen gün artmaktadır. Hükümetler ve sivil toplum kuruluşları bunu önlemek ya da en azından etkilerini yavaşlatmak için çalışmaktadır. Küresel ısınmanın hızlanmasını önlemek için regülasyonlar yayınlanmakta ve bu regülasyonlarla üretici firmaların ürünlerini geliştirmeleri ve alternatif çözümler bulmaları amaçlanmaktadır. Bu regülasyonlarla şirketlerin Dünya’daki çevre kirliliği üzerindeki etkilerini azaltmaları ve aynı zamanda ürünlerinin verimliliklerini arttırmaları için çözümler bulmaları amaçlanmaktadır.Bu tez çalışmasında çatı tipi klimlarda R-410A, R-452B, R-454B ve R-32 soğutucu akışkanların kullanımının teorik performans analizlerinin karşılaştırılması amaçlanmaktadır. R-410A şu anda çatı tipi klimalarda en yaygın olarak kullanılan soğutucu akışkandır. Ancak, yüksek GWP değerinden dolayı yakın gelecekte 517/ 2014 numaralı EU regülasyonuna göre kullanımı sınırlandırılacaktır. R-410A soğutucu akışkanının yerini alma ihtimali en fazla olan düşük GWP değerine sahip alternatif soğutucu akışkanlar R-452B, R-454B ve R-32’dir. Bu nedenle bu soğutucu akışkanların sezonsal verimlilikleri Commission Regulation (EU) 2016/ 2281 de dikkate alınarak, EN 14825’e göre hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, R-32 soğutucu akışkanlı çatı tipi klimanın diğer soğutucu akışkanlı çatı tipi klimalar ile karşılaştırıldığında, en yüksek SEER ve SCOP değerlerine sahip olduğu görülmüştür. SEER ve SCOP değerleri R-410A soğutucu akışkanlı sistem ile karşılaştırıldığında sırası ile %3,37 ve %4,08 daha büyüktür. Buna ek olarak soğutma ve ısıtma kapasiteleri sırası ile %6,67 ve %4,96 artmıştır. Ayrıca bu performas soğutucu akışkan miktarı %19,66 azaltılarak elde edilmiştirİÇİNDEKİLERTEŞEKKÜRiİÇİNDEKİLERiiÖZETivABSTRACTvSEMBOLLER/ SYMBOLSviKISALTMALARviiŞEKİL LİSTESİviiiTABLO LİSTESİix1. GİRİŞ11.1 Tezin Amacı21.2 Literatür Araştırması21.3 Soğutucu Akışkanların Sınıflandırılması ve Seçim Paramatreleri61.4 R-410A ve Alternatiflerinin Genel Kriterlerinin Karşılaştırılması111.5 Çatı Tipi Klima Cihazları (Rooftop) ve Kullanım Alanları142. MATERYAL VE YÖNTEM192.1 İdeal Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevrimi192.2 Gerçek Buhar Sıkıştırmalı Sistemler202.3 Çatı Tipi Klima Cihazları İçin Ekodizayn Kriterleri212.3.1 EER ve COP Kavramları ve Rooftop Cihazları İçin Hesaplama Yöntemi232.3.2 SEER ve SCOP Kavramı ve Zorunlu Test Sıcaklıkları262.3.2.1 SEER Kavramı ve Zorunlu Test Sıcaklıkları262.3.2.2 SCOP Kavramı ve Zorunlu Test Sıcaklıkları272.3.3 Sezonsal Verimliliklerin Hesaplanması302.3.3.1 SEER ve SEERon Hesaplama Yöntemi302.3.3.2 SCOP ve SCOPon Hesaplama Yöntemi322.3.3.3 Yıllık Operasyon Saatleri362.4 Sistem Dizaynı373. BULGULAR VE TARTIŞMA433.1 Optimum Şarj Miktarlarının Belirlenmesi433.1.1 R-410A Soğutucu Akışkanlı Sistemin Optimum Şarj Miktarının Belirlenmesi433.1.2 R-452B Soğutucu Akışkanlı Sistemin Optimum Şarj Miktarının Belirlenmesi453.1.3 R-454B Soğutucu Akışkanlı Sistemin Optimum Şarj Miktarının Belirlenmesi493.1.4 R-32 Soğutucu Akışkanlı Sistemin Optimum Şarj Miktarının Belirlenmesi523.2 R-410A ve Alternatiflerinin SEER Değerlerinin Hesaplanması563.2.1 R-410A Soğutucu Akışkanlı Sistemin SEER Değerinin Hesaplanması563.2.2 R-452B Soğutucu Akışkanlı Sistemin SEER Değerinin Hesaplanması603.2.3 R-454B Soğutucu Akışkanlı Sistemin SEER Değerinin Hesaplanması643.2.4 R-32 Soğutucu Akışkanlı Sistemin SEER Değerinin Hesaplanması673.3 R-410A ve Alternatiflerinin SCOP Değerlerinin Hesaplanması703.3.1 R-410A Soğutucu Akışkanlı Sistemin SCOP Değerinin Hesaplanması703.3.2 R-452B Soğutucu Akışkanlı Sistemin SCOP Değerinin Hesaplanması743.3.3 R-454B Soğutucu Akışkanlı Sistemin SCOP Değerinin Hesaplanması783.3.4 R-32 Soğutucu Akışkanlı Sistemin SCOP Değerinin Hesaplanması823.4 Tartışma854. SONUÇLAR89KAYNAKLAR91ÖZGEÇMİŞ

The effects of global warming on the Earth are increasing day by day. Governments and non-governmental organizations are working to prevent this or at least slow down its effects. Regulations are published in order to prevent the acceleration of global warming, and with these regulations, it is aimed for manufacturers to develop their products and find alternative solutions. With these regulations, it is aimed for companies to find solutions to reduce their impact on environmental pollution in the world and at the same time to increase the efficiency of their products.This thesis study aims to compare the results of theoretical performance analysis of using R-410A, R-452B, R-454B and R-32 in rooftop air conditioners. R-410A is currently the most common refrigerant for rooftop air conditioners. However, due to the value of its Global Warming Potential, in the near future, the usage of this refrigerant would be restricted according to Regulation (EU) No 517/ 2014. The most possible low GWP refrigerant alternatives for R 410 are R-452B, R-454B and R-32. For this reason, these alternative refrigerants’ seasonal efficiencies have been calculated according to EN 14825 and considering the Commission Regulation (EU) 2016/ 2281. Based on the results, rooftop air conditioner system with R-32 has the highest SEER and SCOP values when compared with other refrigerants. It has 3.37% and 4.08% higher efficiency SEER and SCOP, respectively, when it is compared to rooftop air conditioner system with R-410A. In addition to this, capacities are increased by 6.67% and 4.96% for cooling and heating respectively. Also this performance is achieved by reducing 19.66% refrigerant charge amount.