Isı Değiştirici Performansının Deney Tasarımı Metoduyla Analizi

Bu çalışmada; havadan havaya atık ısı geri kazanımının gerçekleştirildiği bir sistemde, ısı transferinigerçekleştirmek üzere sisteme yerleştirilen plakalı bir ısı değiştiricinin ısıl performansını etkileyenfaktörler araştırılmıştır. Bu amaçla; ısıl performans göstergesi olarak etkenlik değeri seçilmiştir. Havaakış hızı, taze ve egzoz havası giriş sıcaklıkları olmak üzere üç farklı faktör belirlenmiştir. Sonra her birfaktör için ikişer düzey seçilmiştir. Analizlerde istatistiksel deney tasarım yöntemlerinden biri olan L8(2 3 ) tam faktöriyel deney tasarımı kullanılmıştır. Hava akış hızının diğer faktörlere göre ısıl etkenliküzerinde daha etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Tüm faktörler ve etkileşimleri pareto grafiği üzerindeönem derecelerine göre listelenmiştir. Daha düşük hava hızı, daha düşük taze hava giriş sıcaklığı ve dahayüksek egzoz havası giriş sıcaklığında daha yüksek etkenlik değerine ulaşılabileceği vurgulanmıştır. Budoğrultuda mevcut koşullar içinde belirtilen sistem için en uygun çalışma parametreleri; taze hava girişsıcaklığı için 0°C, hava hızı için 1.2 m/s ve egzoz hava giriş sıcaklığı için 40°C olarak tespit edilmiştir.

Analysis of Heat Exchanger Performance by Experimental Design Method

In the present study; factors affecting the thermal performance of a plate heat exchanger which was placed in an air-to-air heat recovery system to perform heat transfer were investigated. For this purpose; the effectiveness was chosen as the thermal performance indicator. Three different factors were determined as air flow rate, fresh and exhaust air inlet temperatures. Then, two levels were selected for each factor. L8 (2 3 ) full factorial experimental design, which is one of the statistical experimental design methods, was used in the analyzes. It was concluded that the air flow rate is more effective on thermal effectiveness than other factors. All factors and their interactions are listed according to their significance on the Pareto chart. It is emphasized that a higher effectiveness can be achieved at a lower air flow rate, lower fresh air inlet temperature and higher exhaust air inlet temperature. Optimal working parameters for the system specified in the current conditions are ; 0 ° C for fresh air inlet temperature, 1.2 m / s for air flow rate and 40 ° C for exhaust air inlet temperature.

PDF

___

Altınışık, K., Abdulkarim, A.H., Özen, D.N. and Resitoğlu, I.A., 2012. Numerical modeling of thermal performance of a compact heat exchanger for latent heat recovery from exhaust flue gases. Journal of Trends in the Development of Machinery and Associated Technology, 16, 11, 139-142.
Eker, B., 1998. Havalandırmada kullanılabilecek çapraz akımlı plakalı ve petekli tip ısı eşanjörlerinin tasarımı ve yapımı. Doktora Tezi, Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ, 80.
Jungi, D., Yi, Z., Gengtian, L. and Weiwu,&.X., 2013. Experimental study of wavy fin aluminum plate fin heat exchanger. Experimental Heat Transfer Forestry, 26, 4, 384-396.
Kılıç, B., 2008. Plakalı ısı eşanjörlerinin ısıtma ve soğutma uygulamaları için optimum çalışma şartlarının araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 62.
Kocabaş C., 2014. Farklı malzemelerden imal edilmiş plakalı ısı değiştiricilerin atık ısı geri kazanım performanslarının deneysel analizi. Yüksek Lisans Tezi, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilecik, 102.
Kocabaş C. and Savaş A.F., 2015. Comparison of waste heat recovery performances of plate-fin heat exchangers produced from different materials. Contemporary Engineering Sciences, 8, 11, 453-466.
Kotcioglu I., Cansiz A. and Khalaji M. N., 2013. Experimental investigation for optimization of design parameters in a rectangular duct with plate-fins heat exchanger by Taguchi Method. Applied Thermal Engineering, 50, 604-613.
Mardiana, A. and Riffat S.B., 2013. Review on physical and performance parameters of heat recovery systems for building applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 28, 174-190.
Nasif M., AL-Waked R, Morrison G. and Behnia M., 2010. Membrane heat exchanger in HVAC energy recovery systems, systems energy analysis. Energy and Buildings, 142, 1833-1840.
Niu JL and Zhang LZ, 2001. Membrane-based Enthalpy Exchanger: material considerations and clarification of moisture resistance. Journal of Membrane Science, 189, 179-191.
Qi Z., Chen J. and Chen Z., 2007. Parametric study on the performance of a heat exchanger with corrugated louvered fins. Applied Thermal Engineering, 27, 539– 544.
Şahin B., and Demir A., 2008. Performance analysis of a heat exchanger having perforated square fins. Applied Thermal Engineering, 28, 621-632.
Şirvancı, M., 1997. Kalite İçin Deney Tasarımı Taguçi Yaklaşımı. Literatür Yayınları, İstanbul, 26-27.
Yaïci W., Ghorab M. and Entchev E., 2013. Numerical analysis of heat and energy recovery ventilators performance based on CFD for detailed design. Applied Thermal Engineering, 51, 770-780.