Isı Pompalı Çamaşır Kurutma Makinelerinde Farklı Kondenser Tasarımlarının Performanslarının Deneysel Olarak İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hüseyin Can Başoğlu
Danışman: Özden Ağra
Özet:
Küresel ısınma, artan enerji maliyetleri ve çevresel sürdürülebilirlik kaygıları, evsel kurutma uygulamalarında en verimli teknoloji olan ısı pompalı çamaşır kurutma makinelerinin daha da iyileştirilmesini gerektirmektedir. Bu sistemlerde yoğuşturucu (kondenser), sistemin performans katsayısını (COP), kurutma süresini ve enerji tüketimini doğrudan etkileyen kritik bir bileşendir. Bu tez çalışmasında, soğutucu akışkan olarak düşük küresel ısınma potansiyeline sahip R290 (propan) kullanan bir ısı pompalı kurutma makinesinde üç farklı kanatlı borulu kondenser tasarımı—bakır şişirme borulu (expanded), alüminyum şişirme borulu (expanded) ve sürekli alüminyum borulu (no-frost)—deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Çalışma iki aşamalı bir deneysel yaklaşımla yürütülmüştür. İlk aşamada kondenserler, hava ve su devrelerinden oluşan kontrollü bir solo eşanjör test düzeneğinde farklı hava debileri ve giriş koşulları altında test edilmiş; hava tarafı sıcaklık etkinliği belirlenmiş ve sonuçlar ε-NTU yöntemine dayalı teorik bir model ile karşılaştırılmıştır. İkinci aşamada kondenserler bir ısı pompalı kurutma makinesine entegre edilerek, EN 61121 standardına uygun olarak tam ve yarım yük koşullarında kurutma süresi, enerji tüketimi, COP, kızgınlık (superheat) ve aşırı soğuma (subcooling) değerleri ölçülmüştür.
Solo test sonuçları, kanatlı borulu geometrilerde alüminyumun (ortalama sıcaklık etkinliği 0,641) bakıra (0,625) termal açıdan eşdeğer bir alternatif olduğunu, aradaki %2,6'lık farkın ölçüm belirsizliği içinde kaldığını göstermiştir. Sürekli alüminyum borulu tasarım ise 0,475'lik ortalama etkinlikle belirgin biçimde düşük performans sergilemiş; bu durum sınırlı hava tarafı yüzeyi ve zayıf kanat-boru temasıyla ilişkilendirilmiştir. Makine üzerindeki testlerde bakır şişirme borulu kondenser en iyi performansı sağlarken, alüminyum şişirme borulu kondenser ona çok yakın sonuçlar vermiş (tam yükte enerji tüketiminde yalnızca %0,8 artış); alüminyum borulu kondenser ise daha yüksek enerji tüketimi ve daha uzun kurutma süresi göstermiştir. Elde edilen bulgular, kurutma makinesi kondenserlerinin çalışma koşullarında toplam ısıl direncin büyük ölçüde hava tarafında yoğunlaştığını ve bakır ile alüminyum arasındaki yaklaşık iki katlık ısıl iletkenlik farkının sistem performansına etkisinin sınırlı olduğunu ortaya koymaktadır. Alüminyum kullanımının aynı geometride boru ağırlığını %51, toplam kondenser ağırlığını %17 oranında azaltması ve geri dönüştürülmüş alüminyumun üretim kaynaklı CO₂ emisyonunu önemli ölçüde düşürmesi birlikte değerlendirildiğinde, alüminyum şişirme borulu kondenserin maliyet ve çevresel sürdürülebilirlik açısından uygun bir alternatif olduğu sonucuna varılmıştır.