Plakalı ısı eşanjörlerinin ısıtmave soğutma uygulamaları için optimum çalışma şartlarının araştırılması
Investigation of optimum operating conditions of plate heat exchanger for heating and cooling applications
Yazar: BAYRAM KILIÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. REŞAT SELBAŞ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Bu çalışmanın amacı, çeşitli uygulamalarda kullanılan plakalı ısı eşanjörlerinin farklı debi ve sıcaklıklardaki performanslarını araştırmak ve dolayısıyla enerjiyi en etkin biçimde kullanan ısı eşanjörü sisteminin yapısını oluşturmaktır. Bu amaçla, plakalı ısı eşanjörü kullanılan bir ısıtma-soğutma sistemi tasarlanmıştır. Belirli debi ve sıcaklık değerleri için plakalı ısı eşanjöründeki ısı transferleri hesaplanarak sistemin optimum çalışma şartları tespit edilmiştir. Böylelikle optimum sistem yapısı içinde ısı eşanjörlerinin performansları tespit edilerek en uygun debi ve sıcaklıklar araştırılmıştır.Isı eşanjöründe transfer edilen ısı miktarının düşmesi, ısı eşanjörünün performansının düşmesine neden olur. Bu da ısı eşanjörü kullanan sistemde kapasite kaybı anlamına gelmektedir. Bu maksatla kurulan deneysel ısı eşanjörü sisteminden elde edilen veriler ve yapılan analizler sonucunda ısı eşanjörlerinde transfer edilen ısı miktarları hesaplanarak ısı eşanjörlerinin performansları değerlendirilmiştir. Bunun yanında ısı transferinin iyileştirilmesi için araştırmalar yapılmıştır. Isı transferinin iyileştirilmesi, sistem boyutlarının uygun ölçülerde tutulmasına ve dolayısıyla sistem maliyetinin ve işletme giderlerinin azaltılmasına olanak sağlar.Bu çalışmada plakalı ısı eşanjörü kullanılan bir ısıtma-soğutma sistemi deneysel olarak tasarlanmış ve imal edilmiştir. Deneysel sistemdeki plakalı ısı eşanjörü, farklı sıcaklık ve debi değerlerinde analizlere tabi tutulmuştur. Tüm analizler dört farklı çalışma durumu için yapılmıştır. Farklı çalışma durumlarında eşanjörde dolaşan akışkanların optimum sıcaklıkları, debileri belirlenmiştir. Ayrıca sistemin 2. yasa ve ANSYS bilgisayar programı ile analizleri yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Plakalı Isı Eşanjörü, Enerji, Isıtma, Soğutma, Termodinamik Analiz.

Abstract:
Aim of this study, to investigate the performance in the different temperature and flow rate of plate heat exchangers used in the various applications and so carry out heat exchanger system in the ways of decreasing energy consumption of the various systems. For this, heating-cooling system was designed with plate heat exchanger. Optimum working conditions of the system were determined by calculate heat transfer rate in the plate heat exchanger for the specified flow rate and temperature. So by determined optimum system structure, the best flow rate and temperature was investigated.The decreasing of the transferred heat amount from the heat exchangers causes decreasing of heat exchanger performance. This means capacity decrease in the system. Heat transfer rates were calculated with obtained data from experimental heat exchanger system with this aim. So the performance of heat exchangers was evaluated. Furthermore, investigations were made for the system performance improvement. Improvement of the heat transfer mean optimum system dimension and less system costs and less operating costs.In this study, experimentally heating-cooling system used plate heat exchanger was designed and constructed. Analysis of experimental plate heat exchanger in the different temperature and flow rate values were carried out. All analysis was performed for four different operating conditions. Optimum temperature and flow rate of circulating fluids in the heat exchanger were determined for different operating conditions. Furthermore, second law and ANSYS computer program analysis of the system were carried out.Key Words: Plate Heat Exchanger, Energy, Heating, Cooling, Thermodynamic Analysis.