ISI POMPALI KURUTUCULARIN ENERJİ ETKİN TASARIMI MODELLEME ÇALIŞMASI

Transkript

1 729 ISI POMPALI KURUTUCULARIN ENERJİ ETKİN TASARIMI MODELLEME ÇALIŞMASI Anıl AKGÜN Serhn KÜÇÜKA ÖZET Isı pomplı kurutuculr için syısl bir benzeşim modeli geliştirilmiştir. Isı pomplı kurutuculrd kullnıln temel elemnlr kurutm odsı, dolşım fnı, ısı pompsının kompresörü, yoğuşturucusu ve buhrlştırıcısıdır. Egzoz hvsı enerjisini emiş hvsın ktrn bir ısı geri kznım ünitesi modele eklenmiştir. Tsrlnn sistemde ısı pompsı kondenseri dolşım hvsı üzerinde bulunurken, evportör ise egzoz hvsı üzerine yerleştirilmiştir. Evportörün egzoz hvsı üzerine yerleştirilmesi mevcut litertüre göre bir yenilik getirmektedir. Çlışmd kurutm hvsı debisi ve tık hv ornının enerji tüketimine etkisi prmetrik olrk incelenmiştir. Birim enerji için özgül nem uzklştırm hızı SMER değerinin uygun koşullrd 4 kg-nem/kwh civrın kdr yükselebileceği gösterilmiştir. Egzoz hvsı enerjisinin geri kznılmsı, sistemin toplm enerji tüketiminin %20 kdr zlmsın neden olmktdır. Bilgisyr üzerinde geliştirilen model, kurutmdki psikometrik hesplmlrın ypılmsınd yrıc kolylık getirmektedir. Anhtr Kelimeler: Kurutm, ısı pomplı kurutm, ısı geri kznımı, özgül nem uzklştırm hızı (SMER), kurutm simülsyonu. ABSTRACT A numericl similrity model hs been developed for the het pump dryers. The min elements which re used in het pump dryers re drying cbinet, circultion fn, compressor, evportor nd condenser of het pump. A het recovery unit which trnsfers the energy of the exhust ir to the suction ir hs been dded to the model. In the designed system, while the het pump condenser is plced in the flow of circultion ir, evportor is plced in the flow of exhust ir. Plcement of the evportor is n innovtion ccording to the existing literture. In the study, the effect of the flow rte of drying ir nd exhust ir rtio on power consumption hs been exmined prmetriclly. The specific moisture extrction rte-smer vlue hs been illustrted to increse to pproximtely 4 kgwter/kwh under pproprite conditions. Recovering the energy of exhust ir cuses bout %20 decrese in power consumption of the system. Keywords: Drying, het pump drying, het recovery, specific moisture extrction rte (SMER), drying simultion. 1. GİRİŞ İlk ytırım mliyetlerinin yüksekliği ve enerji performnsının istenen düzeyde olmmsı nedenleri ile ısı pomplı kurutuculr henüz yygın olrk kullnılmmktdır. Bun krşın enerjinin etkin kullnımı

2 730 çısındn ilgi çekici olup, litertürde ısı pomplı kurutuculrl ilgili çok syıd çlışm mevcuttur. Burd konuyu ynsıtck nitelikte kbul edilen bir kısım syısl ve deneysel çlışm özetlenmiştir. Isı pomplı kurutuculrl ilgili litertürde mevcut ilk çlışmlrdn birinde S. Prsertsn ve P. Sensby klim prçlrı kullnrk oluşturduklrı bir ısı pomplı kurutucud kuçuk kerestesi ve muz kurutulmsı için deneyler ypmışlrdır [1]. Kurutm hvsı sıcklığı 50 60ºC rsınddır. Kurutm odsının tbn boyutlrı 1.1 x 1.1 m ve yüksekliği 2 m'dir. R22 kışknının kullnıldığı ısı pompsı sisteminde 11 kw kpsiteli pistonlu kompresör kullnılmıştır. Sistemde dolşn hvnın evportör ve kondenser girişleri rsınd ısı geri kznım ünitesi (ısı değiştirici) kurulrk, evportör ve kondenser yükleri zltılmıştır. Her bir ürün için frklı ilk özelliklerde dörder yrı deney ypılmıştır. 72 st süren kurutm deneylerinde birim enerji için uzklştırıln nem miktrını gösteren SMER (specific moisture extrction rte, özgül nem uzklştırm hızı) ortlm değerleri ve kg-nem/kwh rsınd değişmiştir. Bu rkmlr diğer çlışmlr göre oldukç düşük değerler olup, çevreye egzoz hvsı ve ısıl kyıplrl oldukç fzl miktrd enerji tıldığı şeklinde yorumlnbilir. Z. Okty buhr sıkıştırmlı ısı pompsı kullnıln bir kurutm sisteminin performnsın etkiyen prmetrelerle ilgili bir litertür çlışmsı sunmuştur [2]. Kurutucu çıkışındki nemli hvnın bir kısmı dışrı tılrk yerine tze hv lınmktdır. Kln hvnın ise bir kısmı evportör üzerinden geçirilirken, kln hv ise evportörü tltrk kondenser öncesi evportör üzerinden gelen hv ile krıştırılmktdır. Atltm hvsı ornının rttırılmsı ile nemli hv evportör üzerinden geçirilmeden geri döndürülmüş olmkt, hvnın kurutucudki nemi rtmkt, evportör ve kondenser rsındki sıcklık frkı yükselmekte ve ısı pompsı ısıtm tesir ktsyısı (ITK) değeri düşmektedir. Anck yüksek ITK değerlerinin her zmn yüksek SMER değerini vermediği, SMER değerinin ürün geçiş hızın bğlı değiştiği görülmüştür. Evportör ve kondenser lnlrının rtmsıyl ITK, SMER ve kurutuln ürün hızının doğrusl olmyn bir şekilde rttığı, belirli değerlerden sonr sistem performnsının rtışının durduğu gözlenmiştir. Toplm hv debisinin rttırılmsıyl soğutucu kışknın yoğuşm ve buhrlşm sıcklıklrı rsındki frk zlmkt, COP ve SMER iyileşmekte fkt fn güç ihtiycı rtmy bşlmktdır. Dışrı tıln hv ornının zltılmsı ile birlikte SMER değeri iyileşmektedir. Okty trfındn gerçekleştirilen diğer çlışmd ise Şekil 1 de genel yerleşimi gösterilen ısı pomplı bir kurutucu tesis edilerek SMER değerlerinin hv dolşım hızı, dolşım ornı ve tltm (by-pss) hvsı ornı ile değişimi deneysel olrk rştırılmıştır [3]. Hv dolşım ornı, kurutm işleminden sonr çevrimde yeniden dolştırıln hv ornı olrk tnımlnmkt ve tze hv ornı ile ters orntılı olrk değişmektedir. Atltm hvsı ornı ise dolşım hvsının evportör üzerinden geçirilmeyen ornıdır. Sbit hv dolşım hızı için, dolşım hvsı ornı rttıkç (tze hv ornı zldıkç) ve tltm hvsı ornı zldıkç SMER ve ITK değerleri iyileşmektedir. Kurutulck mdde olrk yün kullnıln çlışmd dolşım hvsı ornının %20 den %80 e rttırılmsı ile ITK ornı 2.5 değerinden yklşık 4 değerine, kompresör güç tüketimine dylı SMER değeri ise 2.2 kgnem/kwh değerinden 3.5 kg-nem/kwh değerine rtmıştır. SMER hesplnmsınd fn ve diğer yrdımcı elemnlrın güç tüketimleri de dikkte lındığınd, bu değer 1.5 ve 2.8 kg-nem/kwh rsınd değişmektedir.

3 731 Şekil 1. Kurutm Düzeneği Şemtik Diygrmı [3]. (1) kurutucu; (2) tık hv; (3) tze hv; (4) dmper; (5) sntrifüj fn; (6) evportor; (7) esnek knl; (8) tze hv giriş; (9) tltm hvsı knlı; (10) kompresör; (11) fn hızı ölçme düzeneği; (12) ksiyl fn; (13) kondenser; (14) silindir; (15) genleşme vnsı. T ve RH sembolleri sırsı ile sıcklık ve bğıl nem ölçüm noktlrını göstermektedir. Chu ve Chou trfındn ypıln çlışmd, ısı geri kznımlı ve iki evportörlü bir ısı pomplı kurutm sistemi tesis edilmiştir [4]. Kondenserden dönen soğutkn kışı ikiye bölünerek evportörlere frklı bsınçlrd girmekte, kompresör emiş trfınd ise yüksek bsınç evportöründen çıkn kışknın bsıncı düşürülerek evportör çıkışlrı birleştirilmekte ve kompresöre ortk olrk sevk edilmektedir. Yüksek bsınç kdemesinde soğutucu kışkn çıkış entlpisinin yüksek olmsı, birim soğutucu kışknın soğutm kpsitesinin rtmsını sğlmktdır. Kurutm hvsı dolşımınd ilk kdeme (yüksek bsınç) evportör girişi ile kondenser öncesi rsınd ısı geri kznım ünitesi tesis edilerek evportör ve kondenser yüklerinin zltılmsı sğlnmıştır. Çlışmd ynı kompresör için çift evportör kullnılmsının ısıl kpsiteyi %35 e kdr rttırbildiği ve evportör tltm ornın bğlı olrk en yüksek SMER değerinin 1 kgnem/kwh civrınd olduğu belirtilmiştir.

4 732 Şekil 2. Isı Geri Kznımlı ve Çift Evportörlü Isı Pomplı Kurutucu [4]. (1,8) Tze hv ve egzoz pncurlrı; (2) hv dmperi; (3,6) ısı geri kznım cihzı; (4,5) evportör; (7) sntrifüj fn; (9) kondenser sıck gz soğutucu ; (10, 11) kondenser; (12) dirençli ısıtıcı; (13) trtı (lod-cell); (14) su tepsisi; (15) veri toplr; (16) bilgisyr. Tosun yptığı deneysel çlışmd ısı pompsı destekli, ısı geri kznımlı, rflı bir kurutucud srı elm kurutm uygulmsı ypmıştır [5]. Sistemde iki kdemeli yoğuşturucu kullnılmış, yrıc evportör öncesi bir ısı değiştiricisi ön soğutucu olrk kullnrk ısı geri kznımı sğlnmıştır. Kullnıln kompresör gücü 1.3 kw dır. Tosun çlışmsınd elm dilimlerini frklı ebtlrd keserek 40, 44, 48 ve 50ºC olmk üzere dört frklı sıcklıkt, 2 ve 2.5 m/s hv hızınd deneyleri tekrrlmıştır. Ölçümlerde kurum sürelerinin sıcklıklr göre 435 il 285 dkik rsınd değiştiği görülmüştür. SMER değerleri verilen sıcklıklr için sırsıyl 0.46, 0.68, 0.61 ve 0.81 kg-nem/kwh olrk hesplnmıştır. ITK değerleri de yine ynı sıryl 2.72, 2.62, 2.59 ve 2.81 olrk tespit edilmiştir. Frklı klınlıktki elm dilimlerinin nem ornın zmnl değişimini belirleyen bir mtemtiksel model geliştirilmiştir. Ypıln düşük sıcklıktki kurutmnın ürün klitesini olumlu etkilediği görülmüştür. Isı pomplı kurutm sistemleri ile ilgili bir simülsyon çlışmsı ise S. Coşkun trfındn ypılmıştır [6]. Çoşkun çlışmsınd ısı pompsı destekli sürekli kurutuculu sistemin mtemtiksel modelini oluşturmuş ve bu modeli kullnrk syısl simülsyon ypmıştır. Çlışmd ITK ve SMER değerlerinin tltm hvsı ornı, tze hv ornı, tze hv emiş sıcklığı ve kompresör devir syısı ile değişimi incelenmiştir. Atltm ornı rttıkç ITK değerinin zldığı, SMER değerinin ise belirli bir orn kdr yükselerek dh sonr düştüğü görülmüştür. Hesplnn SMER değerleri 1.2 ile 2 kgnem/kwh rsınd değişmektedir. Yukrıd incelenen ısı pomplı kurutm sistemlerinde kurutm hvsı ısı pompsı evportörü üzerinden geçirilerek nemi lınmkt ve kondenser üzerinde sıcklığı tekrr rttırılrk kurutm kbinine geri gönderilmektedir (kplı hv çevrimli ısı pomplı kurutucu). Bzı uygulmlrd hv değişimini kısmi olrk sğlmk ve kondenser yükünü dengelemek mcı ile hvnın bir kısmı kurutm işleminden sonr dışrı eksoz edilerek yerine tze hv lınmkt, nck genel ilke değişmemektedir. İncelenen sistemlerde ısı pompsı yükünü zltmk üzere ısı geri kznım ısı değiştirgeci kullnılmıştır.

5 733 Bir ısı pompsı çevriminde enerji etkinliğini gösteren ess değer özgül nem uzklştırm ornı SMER değeridir. Litertürde verilen ısı pomplı kurutm sistemlerinde, kullnıln ısı pompsının tesir ktsyısın, ürün sıcklığın, tze hv ve eksoz hvsı miktrlrın, çevreye oln ısı kybı gibi pek çok değişkene bğlı olrk SMER değeri 0.5 ile 2 kg-nem/kwh rlığınd değişmektedir. Dolşım hvsının evportör üzerinden geçirilmeyen kısmını veren tltm ornı kurutmyı etkileyen diğer bir değişkendir. Tüm bu değişkenlerin etkileri frklı çlışmlrd rştırılmışs d, her bir çlışm durumund elde edilen sonuçlr değişmektedir. Bu çlışmd, yukrıdki tsrımlrdn frklı olrk evportörün egzoz hvsı üzerine yerleştirildiği bir ısı pomplı kurutucu tsrlnmıştır. Önerilen sistemde değişkenlerin sistemtik olrk incelenmesi ile ısı pomplı kurutm sistemlerinde ulşılbilecek en yüksek SMER değerlerinin belirlenmesi mçlnmıştır. Oluşturuln modelin geniş tnıtımı ve ulşıln sonuçlr tkip eden bölümlerde çıklncktır. 2. KURUTUCU MODELİ 2.1. Tsrım Esslrı Kurutmd enerji tüketimine etki eden fktörlerin rştırılmsı mcı ile syısl bir benzeşim modeli geliştirilmiştir. Isı pomplı kurutm sistemlerinde genel uygulm evportörün dönüş hvsı üzerine yerleştirilmesi ile kurutucud dolşn hvnın neminin lınmsıdır. Bu çlışmd ise, evportör egzoz hvsı üzerine yerleştirilerek, gerekli enerjinin tık hvdn sğlnmsı mçlnmıştır. Kurutm hvsının nemi ise tze hv emişi ile dengelenmiştir. Bu şekilde hem kurum sırsınd üründen gelen meyve sitleri gibi frklı dışrı emisyonlrın tılmsı ve kurutm hvsının tzelenmesi sğlnmkt, hem de kurutm hvsı nem ve sıcklığı tze hv ornın bğlı olrk dengelenebilmektedir. %100 tze hvlı kurutuculr dışınd evportörün egzoz üzerinde olduğu bir çlışmy litertürde rstlnmmıştır. Diğer yndn evportör öncesi bir ısı geri kznım cihzı eklenerek egzoz enerjisinin bir kısmı geri kznılmış ve yoğuşturucu yükünün ve dolyısı ile kompresör gücünün düşürülmesi sğlnmıştır. Syısl modelin kullnılmsı ile frklı kurutm sıcklık ve nemi için ve frklı tık hv ornlrınd enerji tüketiminin değişimi syısl olrk rştırılmış ve enerji etkin kurutm çlışmsı için gereken kıstslr belirlenmiştir. Modelin şemsl gösterimi ve bir örnek çlıştırm durumu (Şekil 3) te verilmiştir Termodinmik Esslr Geliştirilen model şğıdki kbulleri içermektedir: 1. Kurutm işlemi sürekli durum koşullrınd gerçekleşmekte ve kurum hızı zmnl değişmemektedir. 2. Kurutm odsı ve hv knllrı ylıtımlı olup, çevre ile ısı lışverişi ihml edilebilir düzeydedir. 3. Fndn gelen enerji kznımı ihml edilebilir düzeydedir. 4. Kurutulck mddenin içindeki sıvı su kurutucuy çevre sıcklığınd girmektedir. Kuru mddenin sıcklık değişiminden ileri gelen enerji depolnmsı ihml edilmiştir. İlk koşul kurum hızının kurutulck mlzemenin cinsine ve kurutm hvsı sıcklık, nem ve hızın bğlı olmyıp sbit hızl gerçekleştiğini öngörmektedir. Bu durum gerçek mlzemelerin kurutulmsın uymmktdır. Anck kbul edilecek bir kurutm hızı için ortlm enerji tüketimi ve hv hızı vey tze hv ornı gibi frklı değişkenlere bğlı değişimi hesplnbilmektedir. İlk koşulun bir uzntısı olrk, kurutucu ekipmnlrın sıcklık değişiminden ileri gelen ısıl depolm ihml edilmektedir. Son (4.) koşul ise kurutuln mlzemenin duyulur ısı değişiminden ileri gelen enerji değişimine ilişkindir. Ypıln çlışmd, ürün nemi yş bzd bşlngıçt %80, kurum sonund %20 lınmıştır. Bu

6 734 yüksek kurutm ornlrınd duyulur ısı değişimine hrcnn enerji buhrlşm enerjisine hrcnn ynınd ihml edilebilecek düzeydedir. Buhrlşm miktrının toplm kütlenin %10 undn dh düşük olduğu durumlrd duyulur ısı değişiminin buhrlşm enerjisine ornı ısıl kyıplrl birlikte %50 yi şbilir. Anck çlışmd enerji veriminin en yüksek olduğu sınır değerlendirildiğinden duyulur ısı değişimi göz önüne lınmmıştır. Şekil 3 Kurutucu Modeli Kurutulck mddenin nem değişimi ve buhrlşm miktrı: Bşlngıçtki toplm kurutulck mdde miktrı (m i ) ve bşlngıç nemi yş bzd (y i ) olrk verilsin. Son nemin (y f ) olmsı hlinde son durumdki ürün toplm kütlesi; m f 1 y 1 y i f m i (kg) (1) buhrlştırıln nem miktrı; m m m (kg) (2) buh i f şeklinde hesplnır. Kurutm süresi t olmk üzere buhrlşm hızı mbuh m buh (kg/s) (3) t kurutm bğıntısı ile hesplnır. Dolşım hvsı sıcklığı ve nem değeri: Kurutm sisteminde dolşn hv kurutm, krıştırm, ısıtm, soğutm gibi işlemlerden geçerek her durumdki nem ve sıcklığı değişmektedir. Hvnın kurutucud frklı durumlrdki sıcklık, entlpi ve nem değişimleri şğıdki gösterilmiştir. Nemli

7 735 hvnın entlpi ve neminin bilinmesi hlinde diğer özelliklerinin syısl olrk hesplnbilmesi için çeşitli bğıntılr mevcut olup, progrmd ASHRAE trfındn verilen nemli hv özelliklerine dir polinomik denklemler kullnılmıştır. Kurutm kbini kütle ve enerji dengesi: Kurutm hvsı kbine m kütlesel debisinde ve (T1, w 1 ) sıcklık ve neminde gelmektedir. Buhrlşm hızının bilinmesi hlinde kurutm kbininden çıkn hvnın mutlk nem ve entlpisi şğıdki şekilde yzılır: m, h 1, w 1 m buh w 2 w 1 kg-nem/kg-kuru hv (4) m m buhrlşn, h fi h m buh * h fi h1 kj/kg-kuru hv (5) m 2 m, h 2, w 2 Şekil 4. Kurutm Kbini Kütle ve Enerji Dengesi Burd m, kurutm hvsı kütlesel debisi (kuru hv), w, hvnın mutlk nemi, h, hvnın entlpisi, hfi ise kurutm işlemine giren sıvı suyun bşlngıç entlpisidir. Buhrlşm işlemine girmeyen kütlenin sıcklık ve entlpi değişimi ihml edilmiştir. Kurutm kbininden çıkn hvnın m 0 kdr bir kısmı egzoz edilmekte, kln hv yni miktrd tze emiş hvsı ile krıştırılrk ısı pompsının yoğuşturucu (kondenser) ünitesine gönderilmektedir. Şekil-3 te kurutm kbininden çıkış, ekzoz, ve krışım noktsın gönderilen hvlr (2, 3, ve 5) yni termodinmik durumlr shiptir. Isı Geri Kznım (IGK) ünitesinden gelen m 0 kütlesel debisindeki tze hvnın sıcklık ve mutlk nemi 8 T0 T5 T0 T IGK ( C) (6) w8 w 0 (kg-nem/kg-kuruhv) (7) bğıntılrındn hesplnır. Burd η IGK IGK ünitesi duyulur ısı verimi olup %50 civrınd lınbilir. T 0, w 0 çevre hvsı sıcklık ve nemini göstermektedir. Krışım sonrsı yoğuşturucuy gönderilen hvnın nemi ve entlpisi, w h 4 4 m w m 0 3 0w8 m (kg-nem/kg-kuruhv) (8) m m h m 0 3 0h8 m (kj/kg-kuruhv) (9) m bğıntılrı ile hesplnmktdır. Yoğuşturucud hv tekrr kurutm sıcklığın yükseltilir. T1 T kurutm w 1 w 4 (10) Isı pompsı yoğuşturucu (kondenser), kompresör ve buhrlştırıcı (evportör) yükleri yrıc hesplnmlıdır. Yoğuşturucu yükü

8 736 h 1 h4 Q m (kw) (11) yoğ Isı pompsı kompresörünün gücü Q yoğ kom (kw) (12) ITK IP W Buhrlştırıcı yükü Q buh Q W (kw) (13) yoğ kom bğıntılrı ile hesplnır. Egzoz hvsının 6 ve 7 noktlrındki durumlrı, IGK ünitesi ve buhrlştırıcı yüklerinden ve entlpi değişimlerinden hesplnbilir. Yukrıdki modelde tze hv ornı ( r istenilen düzeyde tutulmktdır. ekzoz 8 m m ) değiştirilerek hvnın kurutucuy giriş nemi 3. ÖRNEK HESAPLAMA VE KURUTMA PERFORMANSININ DEĞİŞİMİ 3.1. Örnek Hesplm Çlışmnın syısl olrk değerlendirilmesi için örnek bir durum için hesplm ypılmış ve değişen prmetrelerin kurutm performnsını nsıl etkilediği rştırılmıştır. Göz önüne lınn örnek durum için, 1000 kg bşlngıç kütlesindeki ürünün 10 stlik kurutm periyodund %80 bşlngıç neminden %20 son neme kurutulduğu kbul edilmiştir. Kurutm hvsı sıcklığı 65 C, debisi m 3 /st (3.985 kg/s) lınmıştır. Tze hv ornının %10 olmsı hlinde, kurutm hvsı giriş bğıl nemi %33.9 olmktdır. Kurutm kbini çıkış sıcklık ve nemi 53.27ºC ve %63.5, kompresör gücü ise kw ve SMER değeri ise 3.9 kg-nem/kwh olrk hesplnmıştır (Tblo 1).

9 737 Tblo 1. Örnek Durum Syısl Sonuçlr Tnımlm Sembol Değer Ürün Özellikleri Bşlngıç kütlesi milk 1000 kg Ürün giriş sıcklığı T i 25ºC Kurum süresi t kurum 10 st Bşlngıç nemi, yş bz y i 0.8 (%80) Son nem, yş bz y f 0.2 (%20) Son kütle m son 250 kg Buhrlşm hızı m kg/s Kurutm Hvsı Özelikleri Kurutm hvsı debisi Kurutm hvsı giriş sıcklığı Kurutm hvsı giriş bğıl nemi Kurutm hvsı çıkış sıcklığı Kurutm hvsı çıkış bğıl nemi Diğer Değerler m buh T 1 65ºC kg/s m 3 /h RH 1 %33.93 T ºC RH 2 %63.5 Çevre hvsı sıcklığı T0 25ºC Çevre hvsı bğıl nemi RH 0 %50 Tze hv ornı m 0/m 0.1 (%10) Isı geri kznım ünitesi verimi η IGK %50 Isı pompsı etkinlik ktsyısı ITK IP 3 Isı geri kznım ünitesi yükü Kondenser yükü Q IGK 5.77 kw Qkond kw Kompresör gücü W komp kw Özgül nem uzklştırm hızı SMER 3.9 kg-nem /kwh 3.2. Kurutm Performnsının Değişimi Geliştirilen model frklı hv debileri ve tze hv ornlrı için işletilerek, kurutm hvsı nem ve sıcklığının ve özgül nem uzklştırm hızının değişimi incelenmiştir. Kurutm hvsı nem ve sıcklığının tze hv ornı ile değişimi Şekil-5 d gösterilmiştir. Sbit giriş sıcklığı için kurutucudn çıkış sıcklığı değişmemekte, fkt tze hv ornının rtmsı ile birlikte kurutm hvsı bğıl nemi düşmektedir. Şekil-5b de ise, özgül nem uzklştırm hızının tze hv ornı ile değişimi görülmektedir. Beklenebileceği gibi tze hv ornının rtmsı ile birlikte, egzoz hvsı ile tze hv rsındki sıcklık frkındn dolyı SMER değeri zlmktdır.

10 738 Sıcklık ( C) T1 T2 RH Bğıl Nem (%rh) Kurutm Kbini Giriş Sıcklığı [ C] Kurutm Kbini Çıkış Sıcklığı [ C] 20 RH %10 %15 %20 %25 %30 Tze Hv Ornı (%) Kurutm Kbini Giriş Nemi %rh Kurutm Kbini Çıkış Nemi %rh Hv Debisi = m 3 /h Şekil 5. Kurutm Hvsı Nem ve Sıcklığının Tze Hv Ornı ile Değişimi SMER (kg su/kwh) Hv Debisi = m3/h Hv Debisi = m3/h Hv Debisi = m3/h IGK Verimi = % %10 %15 %20 %25 %30 Tze Hv Ornı (%) Şekil 5b. SMER Değerinin Tze Hv Ornı ile Değişimi Kurutm hvsı sıcklık ve neminin kurutm hvsı debisi ile değişimi ise şekil-6 d verilmiştir. Hv debisinin rtmsı ile kurutucudn çıkış sıcklığı ve nemi giriş şrtlrın yklşrk dh homojen bir kurutm için gerekli ön koşul sğlnmktdır. Diğer yndn debinin rtmsı, tze hv miktrını d rttırmkt ve kurutm hvsı bğıl nemi düşmektedir.

11 T1 70 Sıcklık ( C) T2 RH Bğıl nem (%) Kurutm Kbini Giriş Sıcklığı [ C] Kurutm Kbini Çıkış Sıcklığı [ C] RH Kurutm Kbini Giriş Nemi %rh Kurutm Kbini Çıkış Nemi %rh Tze Hv Ornı = % Hv Debisi m 3 /h 0 Şekil 6. Kurutm Kbini Giriş ve Çıkış Sıcklık ve Nemlerinin Hv Debisi ile Değişimi Son olrk ısı geri kznım ünitesi veriminin SMER değerine etkisi incelenmiştir (Şekil 7). IGK cihzının egzoz ve tze hv rsın yerleştirilmesinden dolyı, veriminin %100 e ulştığının vrsyıldığı idel durumd, egzoz hvsındn dolyı enerji kybı olmmkt ve SMER sbit bir değere ulşmktdır. %50 verimli IGK cihzı kullnılmsı ile SMER değerinin IGK kullnılmyn durum göre %10 ile 20 rsınd rttığı görülmüştür. Diğer yndn tze hv ornı rttıkç SMER değerindeki değişim dh yüksek olmktdır. Burd gösterilmemiş olmkl birlikte %20 tze hv ornı için SMER değerinde gerçekleşen rtış ornı %30 olrk hesplnmıştır SMER (kg su/kwh) %0 %25 %50 %75 %100 IGK Verimi (%) Hv Debisi = m3/h Hv Debisi = m3/h Hv Debisi = m3/h Şekil 7. Özgül Nem Uzklştırm Hızının IGK Verimi ile Değişimi SONUÇ Çlışmd ısı pomplı bir kurutucu bilgisyr ortmınd modellenerek enerji tüketimini etkileyen prmetreler rştırılmıştır. Geliştirilen modelde ısı pomplı kurutuculr ess lınmkl birlikte, ısı

12 740 pompsı tesir ktsyısı değeri 1 lınrk doğrudn ısıtmlı kurutuculr için de benzer hesplmlr ypılbilir. Tze hv emiş ornının rttırılmsı ile kurutucud dolşn hvnın nemi düşmekte, bun krşılık duyulur ısı kybı rtmkt ve enerji verimliliği zlmktdır. Yüksek tze hv ornlrınd ısı geri kznım cihzı kullnılrk SMER değeri %30 civrınd rttırılbilir. Çlışmd elde edilen SMER değerleri litertürde verilen deneysel değerlerden yüksek olup, nıln değerlere ulşmk için hv sızıntılrının ve çevreye oln ısı kyıplrının zltılmsı ve sistem tsrımının uygun şekilde ypılmış olmsı gerekmektedir. Kurutm periyodu boyunc kurutm hızının sbit olmdığı göz önüne lınrk, ısı pomplı kurutuculrd değişken devirli kompresör kullnılmsı ve diğer tip ısıtıcı kullnıln kurutuculrd ise ısıtıcı gücünün yrlnbilir olmsı kurutm sırsınd istenen sbit koşullrın sğlnbilmesi için önemlidir. Not: Yzıd verilen model kullnılrk gerçekleştirilen bilgisyr progrmın dresinden ulşılbilmektedir. KAYNAKLAR [1] S. PRASERTSAN, P. SAEN-SABY, Het Pump drying of griculturl mterils, Drying Technology, v. 16, , [2] Z. OKTAY, Isı Pomplı Bir Kurutucunun Performnsın Etkiyen Etkenlerin Arştırılmsı, III. Ulusl Tesist Mühendisliği Kongresi Bildiriler Kitbı, , [3] Z.OKTAY, Testing of het-pump-ssisted mechnicl opener dryer, Applied Therml Engineering, 23, , [4] J. CHUA, S.K. CHOU, A modulr pproch to study the performnce of two-stge het pump system for drying, Applied Therml Engineering, v. 25, , [5] TOSUN S., Bzı Trımsl Ürünler İçin Isı Pomplı Bir Kurutucunun Geliştirilmesi ve Termodinmik Anlizi, Doktor Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, [6] S. COŞKUN, Bsit Nem Alıcı Isı Pomplı Sürekli Kurutm Sisteminin Simülsyonu, DEÜ Mühendislik Fkültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 4 Syı: 2 s.: 81-98, Myıs ÖZGEÇMİŞ Anıl AKGÜN 1982 yılı İzmir doğumludur yılınd Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fkültesi Mkin Mühendisliği Bölümü'nü bitirmiştir. Aynı üniversiteden 2009 yılınd Yüksek Mühendis ünvnını lmıştır yılındn bu yn, titreşimli elek ve konveyörler ile birlikte, mkrn üretim ve kurutm sistemleri imltı ypn Mokn Mkin'd proje mühendisi olrk çlışmktdır. Serhn KÜÇÜKA 1960 İzmir doğumlu olup, 1983 yılınd Dokuz Eylül Üniversitesi Mkin Mühendisliği Bölümünü bitirmiştir. Aynı Üniversitede 1985 yılınd Yüksek Lisns ve 1993 yılınd Doktor eğitimini tmmlmıştır yılındn beri DEÜ Mühendislik Fkültesinde öğretim üyesi olrk çlışmktdır. VIII., IX., ve X TESKON kongrelerinde yürütme kurulu üyesi olrk görev lmıştır. Çlışm konulrı Soğutm Tekniği, Jeoterml Enerji ve Güneş Enerjisidir.