Tesisat Dergisi 286. Sayı (Ekim 2019)

tesisat.com.tr 106 Tesisat / Ekim 2019 ISI BORULU ISI GERİ KAZANIM SİSTEMİNİN PERFORMANSINI ETKİLEYEN FAKTÖRLERİN İNCELENMESİ HÜSEYİN ONBAŞIOĞLU Friterm B ir ısı borusu, ısıtılmış ve soğutulmuş bölümleri boyunca neredeyse aynı sıcaklığı korurken, ısının taşınmasını sağlayan çok yüksek ısıl iletkenliğe sahip bir yapıdır. Isı boruları, ısı borusu boyunca küçük sıcaklık farkları ile yüksek miktarda ısı aktardıkları için “ısıl süper iletkenler” olarak kabul edilir[1]. Isı boruları temelde üç bölüme ayrılmıştır: buharlaştırıcı bölümü, adyabatik bölüm ve yoğuşturucu bölümü (Şekil 2). Buharlaştırıcı bölümüne ısı aktarıldığında çalışma akışkanını buharlaşmaya başlamasıyla ısı borusu çalışmaya başlar. Buhar adyabatik bölüm boyunca düşük sıcaklıktaki yoğuşturucu bölümüne akar. Geleneksel bir ısı borusu ile termosifon ısı borusu arasındaki temel fark yoğuşturucudaki akışkanın buharlaştırıcıya geri dön- mesi sürecinde ortaya çıkmaktadır. Geleneksel ısı boruları ısı borusu içindeki akışkan hareketini kılcal kuvvetlerin etkisi ile sağlayan fitilli yapılardan oluşur ve yoğuşturucuda yoğuşan çalışma akışkanı fitillerin yarattığı kılcal kuvvetlerin etkisi ile buharlaştırıcıya geri döner. Termosifon ısı borularında ise fitilli yapı yoktur, yoğuşturucudaki akışkan buharlaştırıcıya yer çekimi kuvvetinin etkisi ile geri döner. Bu nedenle ter- mosifon ısı borularında buharlaştırıcı bölümü yoğuşturucu bölümünün altında olması gerekir. [2] Termosifon ısı boruları fitilsiz oldukları için geleneksel fitilli ısı borularına göre daha az maliyetlidir. İklimlendirme uygulamalarında fitilli ısı borusu teknoloji- sinin sınırlı kullanımının temel nedeni ısı borusu donanımları- nın diğer ısı değiştiricilerine kıyasla ilk yatırım maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Daha kolay imalat tekniklerinin ortaya çıkışı ve yerçekimi destekli (fitilsiz) termosifon teknolojisi- nin benimsenmesi ısı borusu imalat sürecindeki maliyetin çoğunu ortadan kaldırmış ve termosifonlar artık birçok sis- temde yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır [3]. Atık ısı geri kazanımı için termosifon ısı borularının kullanılması, enerji tasarrufu sağlamak için mükemmel bir yoldur. Bir ısı borusu ısı değiştiricisi, hem ticari hem de endüstriyel uygulamalarda hava-hava ısı geri kazanım cihazı olarak kullanılır. Isı borusu ısı değiştiricisi, egzoz gazı ve besleme havası arasında nere- deyse hiçbir sızıntıya neden olmaz. Isı geri kazanım etkenliği, kompaktlığı, hareketli parçaların az olması, hafifliği, hava tarafındaki küçük basınç düşüşü, sıcak ve soğuk akışkanların tamamen ayrılması gibi birçok avantaja sahiptir. Isı borusu ısı değiştiricileri, atık ısı geri kazanım sistemleri olarak birçok sektörde (örneğin enerji mühendisliği, kimya mühendisliği ve metalürji mühendisliği) yaygın olarak uygulanır.[4] Jouhara ve Meskimmon (2010) [3] tasarlamış oldukları deneysel düzenekte iki geçişli ve altı devreli termosifon ısı değiştiricili at nalı ısı borusunun ısıl performansını farklı çalışma sıcaklıkları ve hava hızları için deneysel olarak araş- tırmışlar. Mevcut test düzenekleri üzerinde enerji tasarrufu analizi yapmışlardır. Jouhara ve Merchant (2012) [5] geliş- tirmiş oldukları test düzeneklerinde termosifon ısı değişti- ricili bir ısı pompasının performansını farklı ısı yüklerinde, buharlaştırıcı giriş sıcaklıklarında ve boru eğim açılarında incelemişlerdir. Deneysel sonuçlarına göre termosifon ısı değiştiricileri farklı sıcaklıklardaki hava akımlarının ısı ener- jilerini transfer etmek için kullanıldıklarında önemli miktarda enerji tasarrufu sağlayabilmektedir. Jouhara ve Ezzuddin (2013) [6] termosifon ısı değiştiricili at nalı ısı borusunun performansını deneysel olarak araştırmışlardır. Deneylerinde iki geçişli, her bir geçişi 330 mm uzunluğunda ve boru iç çapı 11.2 mm olan buharlaştırıcı kullanmışlardır. Çalışma akışkanı olarak ise R134a kullanmışlardır. Deneysel verilerini kullanarak MAKALE