Kanatlı borulu buharlaştırıcılarda nem alma performansının en iyileştirilmesi

Yenilikçi teknolojiler günümüzde hızla çoğalmakta, gelişen teknolojiyle birlikte ihtiyaçlarımızda hızla artmaktadır. Bu sebeple her geçen gün ihtiyaçlarımızı karşılaşayabilmek için yeni ürün gamları oluşturulmakta ve yenilikçi teknolojiler ürünlere adapte edilmektedir. Özellikle artan çevre bilinciyle birlikte, yenilikçi ürünlerin teknik özelliklerinin yanı sıra enerji tüketim değerleri de kullanıcılar tarafından kritik bir özellik olmaya başlamıştır. Bununla beraber Avrupa Birliği çerçevesinde enerji verimliliğinin arttırılması kapsamında hükümetler ve sivil toplum kuruluşlarının katılımıyla birçok yeni düzenleme ve yönergeler yayınlanmaktadır. Tüm bu faktörlere bağlı olarak üreticiler, yasal düzenlemeleri ve müşteri beklentilerini karşılayabilmek için ürünlerin teknik özelliklerinin yanı sıra enerji verimliliği üzerine de çalışmalar başlatmıştır. Enerji verimliliğinin arttırılmasının yolu ise, enerji tüketimi açısından kritik komponentlerde yenilikçi fikirlerin, uygulamaların ve optimizasyonların geliştirilmesinden geçmektedir. Günümüzde özellikle gelişmekte olan şehirlerde çamaşır kurutma işlemi oldukça önemli bir konu haline gelmeye başlamıştır. Çamaşır kurutma makinelerinde de enerji verimliliği açısından son teknoloji olarak ısı pompası sistemleri kullanılmaktadır. Isı pompası sistemleri kompresör, buharlaştırıcı, yoğuşturucu ve kısılma valfi gibi komponentlerden oluşmaktadır. Çamaşırdan alınan nem buharlaştırıcıya getirilmekte ve burada yoğuturularak kurutma işlemi tamamlanmaktadır. Dolayısıyla, ısı pompalı kurutma sistemlerinde en kritik komponent buharlaştırıcı olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışması kapsamında, ısı pompalı kurutma sistemlerinde buharlaştırıcı performansını dolayısıyla enerji verimliliğini arttırmak için, su buharı yoğuşturma işleminde buharlaştırıcıya giren havanın özellikleri, buharlaştırıcı çalışma koşulu ve buharlaştırıcı kanat sıklığının buharlaştıcı performansına etkisi incelenmiştir. Tez çalışması yedi ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmanın yapılmasının nedenleri, çalışmalarda izlenilen yol ve hedeflenen sonuçlar genel olarak anlatılmıştır. Tez çalışmasının ikinci bölümünde, bahsedilen konu ile ilgili literatür çalışması yer almaktadır. Çalışma kapsamında deneysel, matematiksel ve ististiksel çalışmalar olduğundan literatür araştırması bu üç konu özelinde ayrı ayrı yapılmıştır. Yapılan literatür araştırmalarının sonucunda çalışmaların genellikle klima sektörüne ait olduğu görülmüştür. Bu sebeple yapılan çalışmalarda buharlaştırıcı kanat tipleri genellikle düz veya kesik tiptedir. Diğer bir taraftan su buharının yoğuşturulduğu sistemlerde buharlaştırıcılar genellikle soğuk su ile şartlanırken tez çalışması xxiv kapsamında soğutucu akışkan ile şartlanmıştır. İstatistiksel çalışmalarda ise kullanılması planlanan Taguchi deney tasarım yöntemi üzerine yoğunlaşılmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, tez çalışmasının deneysel aşamasında kullanılan deney tesisatı anlatılmıştır. Deney tesisatındaki kapalı ve açık hava çevrimi, ölçüm için kullanılan ekipmanlar ve deneyler esnasında yapılan işlemler açıklanmıştır. Son olarak yapılan ölçümlere ait ölçüm belirsizliği analizi tamamlanıp dördüncü bölüme geçilmiştir. Dördüncü bölümde, tez çalışması kapsamında yapılmış olan deneysel çalışmalar incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda değerlendirme kriterleri detaylı olarak açıklanmış ve söz konusu kriterler her bir parametre özelinde ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Beşinci bölümde gelecek çalışmalarda da kullanılmak üzere ıslak durum hava tarafı ısı taşınım katsayısının ve Colburn j faktörün hesaplanabilmesi için bir matematiksel hesaplama yöntemi oluşturulmuştur. Sonrasında oluşturulan hesaplama yöntemiyle elde edilen sonuçlar literatürdeki benzer çalışmalarla doğrulanarak kullanılabilir hale getirilmiştir. Altıncı bölümse ise, tez çalışması kapsamında bir istatistiksel model kurulmuş ve en iyileştirme çalışmaları anlatılmıştır. Bu kapsamda literatürden Taguchi deney tasarımı yöntemi seçilmiş ve uygulanmıştır. Sonrasında deney parametrelerinin buharlaştırıcı performansı üzerine etkileri istatistiksel olarak analiz edilmiş ve sonuçlar paylaşılmıştır. Son olarak yedinci bölümde tez çalışmasından elde edilen sonuçlar derlenmiş ve değerlendirmeler paylaşılmıştır.