Günümüzde artan enerji ihtiyacı ve azalan enerji kaynakları, araştırmaları
alternatif enerji kaynaklarının bulunması ya da mevcut sistemlerin daha verimli hale
getirilmesi üzerine yoğunlaştırmıştır. Bu çabalar sonunda ‘rüzgar, güneş, jeotermal,
toprak, hava ve su’dan yararlanan sistemler önem kazanmıştır. Bu sistemlerden birisi de
ısı pompalarıdır. Son 20 yılda kullanım oranı Avrupa’da senelik %13 gibi bir oranla
artan bu sistemler üzerindeki çalışmalar, diğer sistemlerde olduğu gibi devam
etmektedir.
Tez çalışması kapsamında ticari bir firma tarafından üretilen hava kaynaklı su
ısıtıcısının mevcut performansı, özellikle kullanıldığı iklim koşulları gözetilerek farklı
çevre koşullarında test edilmiş ve her bir koşulda incelenen veriler analiz için veri
toplama cihazları tarafından kayıt edilmiştir. Sistemin farklı koşullardaki performansı,
MATLAB 7.3 yazılımında hazırlanan program ile ekserji analizi metodu kullanılarak
ortaya konulmuştur. Belirlenen koşullarda sisteminin her bir komponentinin ayrı ayrı ve
sisteminin bütünündeki ekserji yıkımı kayıt edilen veriler kullanılarak işlem süresindeki
bütün haller için hesaplanmıştır. Isı pompasının suyu ısıtması için gerekli süreyi
gösteren yükleme zamanı boyunca sistemdeki ekserji yıkımının değişimini gözlemleme
imkanı da elde edilen sonuçlardan mümkün olmaktadır.
Yapılan analiz sonucu sistemin performansının etkilendiği durumlar ve bunda
etkin komponentler belirlenmiş ve performansın arttırılabilmesi amacıyla sistem
üzerinde gerekli iyileştirmeler yapılmıştır. Analiz sonucunda sistem performansının
düşük sıcaklık ve yüksek nemlilik koşullarında karlanmaya bağlı performans düşüşü
yaşadığı gözlenmiş, bu problemin giderilmesine yönelik olarak da sisteme defrost işlemi
için dört yollu vana ve kapiler tüp ilavesi yapılmıştır. Yapılan ilaveler ile sistemde
karlanma sonrası yaşanılan düşük sıcaklıktaki çalışma koşullarında performans
değerinde %12.35 mertebesinde bir iyileşme elde edileceği gözlenmiştir.
Increase on the energy demand and decrease on the energy sources guides
researchers for new technologies or development on present systems. Due this endeavor
systems using ‘sun, wind, water, air, ground and geothermal’ are developed. One of
these systems is heat pumps. In last two decades usage of this technology increase %13
per year in Europe.
In thesis, performance of a commercial heat pump water heater is studied. It is
tested under daily conditions of the zone that is used. Data collected by using a data
collector for each test. The performance of system under various conditions is analyzed
with a program written in MATLAB 7.3 software by using exergy analysis method. The
exergy destruction of the system is calculated by using collected data for each
component of the system as well as considering the whole states of entire system. This
analyze gives the possibility of following the variation of exergy destruction of system
during the charging time which represents heating period of the water inside the tank.
The analyses represents effective conditions and components on ther destruction
of the performance. Required improvements are made for system performance
development. It is found that performance of system decreases for low temperature and
high humidity ambient conditions due to frosting on evaporator, to remove this,
adaptation of defrost system is handled. And it is seen that performance of system
increases %16 besides system without it.
