Endüstriyel gıda üretim sistemlerinde ısı geri kazanım için yeni nesil borulu eşanjör tasarımı
New generation tube exchanger design for heat recovery inindustrial food production systems
Yazar: EMRE SARI
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Enerji geri kazanımı = Energy recovery ; Isı eşanjörü =   ; Isı geri kazanımı = Heat recovery ; Soğurmalı soğutma çevrimi = Absorption refrigeration cycle ; Termal verimlilik = Thermal efficiency

Özet:
Ülke nüfuslarının gün geçtikçe artması enerjiye duyulan ihtiyacın ve tüketimlerin artmasına neden olmuştur. Bunun sonucu olarak enerji kaynaklarının sürekli azalması, taleplerin ise giderek artması enerji verimliliğini ve ısı geri kazanımının önemini artırmıştır. Isı enerjisi çoğu proseste ihtiyaca göre kullanılıp, verimsiz bir şekilde atmosfere atılmaktadır. Atılan bu ısı kaynağının ısı değiştiriciler yardımı ile tekrar prosese gönderilmesi enerji verimliliği sağlayacaktır. Ancak bu enerji kaynağını doğaya bırakmaya devam edersek ekonomik anlamda gelir elde edemezken, doğayı da kirletmeye devam edeceğiz. Bu tez çalışmasında, daha önceki çalışmalar kapsamlı bir şekilde incelenerek püskürtmeli kurutma sistemindeki atık ısıdan absorbsiyonlu soğutma ve yeni nesil borulu eşanjör yardımı ile giriş havasının ön ısıtması için ısı geri kazanımı hedeflenmiştir. Bunun sonucunda, çoğu literatür çalışmasında yapılan 20 °C sıcaklıktaki taze havanın direkt hava ısıtıcısında ısıtılmasının aksine, ortam havasına atık ısıdan yararlanılarak ön ısıtma yapılmış ve 110,42 °C sıcaklığa yükseltilmiştir. Böylece hava ısıtıcısında %49,7 oranında verim artışı sağlanmıştır. Amonyak ve su karışımının kullanıldığı sistemin soğutma performans katsayısı 0,67, soğutma verimi %49,6, ısıtma performans katsayısı 2,02 ve ısıtma verimi de %41,2 olarak hesaplanmıştır. Tasarlanan bu sistem ile %49,7 oranında karbon salımı azaltılmıştır. Tasarlanan yeni nesil eşanjör ile boru uzunluğundan %16,39 oranında tasarruf sağlanmıştır.

Abstract:
The increasing population of the country has caused an increase in the need for energy and consumption. As a result of this, the continuous decrease in energy resources and the increasing demand have increased the importance of energy efficiency and heat recovery. Heat energy is used in the process according to need and is discharged into the atmosphere inefficiently. Sending this discarded heat source back to the process with the help of heat exchangers will ensure energy efficiency. But if we do not take advantage of this energy source and continue to leave it to nature, we will continue to pollute nature, while we will not be able to generate economic income. In this thesis, previous studies were examined in detail, and heat recovery was aimed for preheating of the inlet air with the help of absorption cooling from waste heat in the spray drying system and a new generation tubular exchanger. As a result, unlike the heating process of 20 °C fresh air in the direct air heater, which is done in most literature studies, the ambient air was preheated by using waste heat and it was raised to 110,42 °C. Thus, an efficiency increase of %49,7 is achieved in the air heater. The cooling performance coefficient of the system using ammonia and water mixture was calculated as 0,67, cooling efficiency as %49,6, heating performance coefficient as 2,02 and heating efficiency as %41,2. With this system, carbon emission was reduced by %49,7. With this designed system %16,39 of the pipe length was saved.