Tesisat Dergisi 286. Sayı (Ekim 2019)

108 Tesisat / Ekim 2019 tesisat.com.tr Şekil 1. Heat Pipe” yazılımı ara-yüzü ortalama ısı borusu ısıl direnç ifadesi geliştirmişler ve mevcut deneysel çalışma koşulları için ısıl performansı karakterize etmek amacıyla bu ifadeyi kullanmışlardır. Szulgowska ve Jouhara (2014) termosifon ısı değiştiricisinin performansını tahmin etmek için kullanılan bir yazılım aracı geliştirmişler- dir. Bu yazılım, akış özelliklerine ve ısı değiştiricisi içindeki termosifon konfigürasyonuna göre genel ısı transfer katsa- yısı, etkenlik, basınç düşüşü ve ısı değiştirici kapasitesi gibi değişkenlerin önceden belirlenmesini sağlamaktadır. Bunun yanında yoğuşturucu ve buharlaştırıcıda kütlesel debinin termosifon ısı değiştiricisinin performansı üzerine etkisini deneysel olarak araştırmışlardır. Mroue vd. (2015) [7] hava - su termosifon ısı değiştiricisinin performansını deneysel ve analitik olarak araştırmışlardır. Deneysel çalışmada çoklu hava geçişinin etkisini ısı boruları dâhil olmak üzere ısı değiştirici ünitesinin ısıl performansı üzerine etkisini farklı hava giriş sıcaklıklarında ve giriş havası kütlesel debilerinde araştırmış- lardır. Mroue vd. (2017) [8] HAD yaklaşımıyla çoklu geçişli gövde borulu ısı değiştiricisinin geçiş sayısının ısı değişti- rici sistemi üzerine etkisini araştırmışlardır. Test ettikleri ısı değiştiricisi sistemi altı adet düşey yerleşimli havadan suya ısı transferi gerçekleştiren termosifon ısı değiştiricilerinden oluşmaktadır. HAD modellerinde termosifonlar içindeki iki fazlı akış olaylarını modellememişler bunun yerine termo- sifonlar sabit ısıl dirence sahip katı çubuklar olarak kabul edilmiştir. Çubukların ısıl dirençleri termosifon içinde mey- dana gelen taşınım, kaynama ve yoğuşma olayları dikkate alınarak hesaplanmıştır. Termosifon içindeki iki fazlı akış için ısıl dirençler ise literatürdeki korelasyonlar kullanılarak hesaplanmıştır. Gövde geçişlerinin artırılmasıyla ısıl direncin azaldığını ve ısı transfer kapasitesinin arttığını belirtmişlerdir. Bu çalışmada ise kanatlı borulu ısı değiştiricilerinden oluşan bir IBIGKS’nin farklı çalışma koşulları ve geometrik özellikleri dikkate alınarak etkenlik değerleri “Heat Pipe” yazılımı kullanılarak araştırılmıştır. Sonuçlar farklı hava giriş sıcaklıklarına, hava giriş hızlarına ve boru sıra sayılarına bağlı olarak etkenlik ve ısı transfer hızları olarak sunulmuştur. TEORİK ÇALIŞMA IBIGKS’nin basınç düşüşü ve ısı transferi hesaplamaları “Heat Pipe” yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. “Heat Pipe” yazı- lımının kullandığı ısı transferi ve basınç düşüşü modelleri test edilmiş ve doğrulanmıştır. Hava tarafı ısı transfer ve basınç düşüşü hesapları EUROVENT sertifikasına sahip FRTCOILS ısı değiştirici tasarım yazılımının matematiksel modelleri kullanılarak yapılmaktadır. İklimlendirme sektörüne önemli bir hizmet sağlama potansiyeli olan “Heat Pipe” yazılımının ara yüzü Şekil 1’de gösterilmiştir. Hesaplamalarda 2, 3 ve 4 boru sıra sayılı olmak üzere üç farklı ısı borusu ısı değiştiricisi kullanılmıştır. Her bir ısı değiştiricisi alüminyum kanat ve bakır borudan oluşmaktadır. Alüminyum kanatlar dalgalı formda boru ise yivlidir. Çalışma akışkanı olarak soğutucu akışkan R134A kullanılmıştır. IBI- GKS’nin şematik gösterimi Şekil 2’de verilmiştir. Hesaplamalar farklı boru sıra sayılarında, farklı hava giriş hızlarında ve farklı hava giriş sıcaklıklarında gerçekleştirilmiş IBIGKS’nin performansı etkenlik değerleri dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Etkenlik teorik olarak gerçekleşebilecek maksimum ısı transfer hızının gerçek ısı transfer hızına oranı olarak aşağıdaki gibi ifade edilir: Buharlaştırıcı ve yoğuşturucu bölümlerinin ısı transfer hızları bir birine eşittir. Bu nedenle gerçek ısı transfer hızı aşağıdaki denklemden hesaplanabilir: IBIGKS’nin performansını değerlendirmek için kullanılan etkenlik ifadesi denklem 2.3 veya denklem 2.4 ile hesaplanmaktadır. BULGULAR VE TARTIŞMA Şekil 3’te farklı boru sıra sayıları için farklı hava giriş hız- larında hava giriş sıcaklığına bağlı olarak IBIGKS’nin etkenlik değerleri verilmiştir. Bütün hava giriş hızları ve hava giriş sıcaklıklarında IBIGKS’nin etkenliği artmıştır. MAKALE