Bir Yıkama Makinesinde Enerji Tüketiminin Azaltılmasına Yönelik Modelleme

Abstract

1997 yılında imzalanan Kyoto Protokolü çerçevesince Avrupa Birliği’nde yapılan çalışmalarda, “European Climate Change Programme” adı altında açıklanan direktiflere uyum konusunda görüş birliğine varılmıştır. Söz konusu direktifler içerisinde enerji tüketen cihazlara yönelik minimum performans standartlarının belirlenmesi konusuna ilişkin düzenlemeler de yer almaktadır. Diğer tüm evsel cihazlarda da uygulandığı üzere çamaşır makineleri de enerji etiketi ile pazara çıkmaktadır. Enerji etiketi üzerinde üreticinin deklare ettiği enerji tüketimi, yıkama ve sıkma performans indeksi değerleri, yük kapasitesi, su tüketimi ve sıkma devir hızı değerleri bulunmaktadır. Bu çalışmada çamaşır makinesinin enerji veriminin arttırılmasına yönelik modelleme çalışmaları ele alınmaktadır. Bu amaçla, öncelikle, çamaşır makinesinde ısı enerjisinin kullanımı, enerji tüketimi-yıkama etkinliği ilişkisi ile ilgili kapsamlı bir literatür çalışması yapılmıştır. Sonrasında bir makine deney numunesi olarak seçilmiş ve en sık kullanılan farklı üç sıcaklıktaki pamuklu programlarında çamaşır makinesi sisteminin ayrıntılı sıcaklık profili çıkarılarak ısı geçiş miktarları mertebe olarak belirlenmiştir. Bu amaçla bir de ısıl görselleme çalışması yürütülmüş ve ısıl kayıpları azaltmaya yönelik atak edilecek noktalar belirlenmiştir. İlerleyen aşamada, üç farklı sıcaklıktaki pamuklu program için “Termodinamiğin Birinci Yasası” çerçevesince enerji bilançoları çıkarılmış ve mevcut durum ayrıntılı olarak ortaya konmuştur. Çamaşır makinesinin pamuklu-60 programı için basit bir ısıl model yaratılmış ve model üzerinden enerji tüketimini değiştirecek çeşitli parametrelerin tüketime ne yönde etki yapacağı incelenmiştir. Sonuç kısmında ise, enerji tüketiminin iyileştirilmesine yönelik öneriler ve enerji kazanımı yönünden gelişmeye açık alanlar ele alınmıştır.

After Kyoto Protocol was signed in 1997, European Union members agreed on all directives included in the “European Climate Change Programme” . There are some amendments in these directives regarding energy labelling and performance measurement of household appliances such as clothes washing machines. A typical energy label of a washing machine is a declaration of the manufacturer about energy and water consumption, washing and spinning performance, spin speed and nominal capacity. This study investigates different ways and applications for increasing the energy efficiency of a washing machine. First part of this study includes the overview of a washing machine, its components and function. Second part gives general information about the literature on energy recovery and energy consumption-washing performance relations in washing machines. In this part there’s also experimental data of typical temperature and heat transfer profile of a 6kg capacity sample washing machine icluding the thermal camera visualization of cotton-60 programme. Thermal visualization enables quick assessment of proper parts and areas of a washing machines which can be useful for thermal energy recovery. Third part of this study is full of theoretical analysis on “Energy Conservation Principle” of Thermodynamics which is used to calculate the heat balance of the washing machine in cotton programmes of three different temperature options. A simple thermal model of a washing machine in cotton-60 programme is introduced in fourth section of this study. Some applications and validations are carried out using the washing machine thermal model to predict some factors’ impact and effect on energy consumption and recovery. And finally, the fifth part makes a general statement about possible ways for improving the energy efficiency and energy recovery of a washer.