BİR ISI GERİ KAZANIM CİHAZININ PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİNİN DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK BELİRLENMESİ



Benzer belgeler
YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

HAVALANDIRMA CĠHAZLARINDA ISI GERĠ KAZANIM VE TOPLAM ENERJĠ VERĠMLĠLĠĞĠNĠN SĠMÜLASYONU

VHR ER ENERJİ GERİ KAZANIM CİHAZLARI VHR ER ENERGY RECOVERY UNITS

ÜÇ BÜYÜK ġehġr MERKEZĠ ĠÇĠN BĠN-DATA DEĞERLERĠNĠN BELĠRLENMESĠ

Yrd. Doç. Dr. Tolga DEMİRCAN. Akışkanlar dinamiğinde deneysel yöntemler

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Teknik Eğitim Fakültesi, Makina Eğitimi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Eğitimi A.B.

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

BİR OFİS İÇİN TERMAL KONFOR ANALİZİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE SAYISAL ÇÖZÜMÜ

GÜNEŞ ENERJİLİ SİSTEMLERDE KULLANILAN DEPOLARIN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ

ANOVA MÜHENDİSLİK LTD. ŞTİ.

ÖZGEÇMİŞ. Yardımcı Doçent Makine Mühendisliği Çukurova Üniversitesi Doçent Makine Mühendisliği Çukurova Üniversitesi

KOMBĠDEKĠ ISI DEĞĠġTĠRĠCĠ KAPASĠTESĠNE TASARIM PARAMETRELERĠNĠN ETKĠSĠ

SU TASARRUFU SAĞLAYAN EMNİYET VALFİNİN OPTİMUM TASARIMININ GELİŞTİRİLMESİ

TAŞIT MOTORLARI İÇİN REZONATÖR TİP SUSTURUCU TASARIMI

KLİMA SANTRALLERİNDE ENERJİ SINIFI HESAPLAMA METODU

A NUMERICAL INVESTIGATION OF AIR FLOW IN AN EMPTY CHAMBER WITH PERFORATED DIFFUSER DESIGNED FOR AIR HANDLING UNITS

Havalandırma Cihazlarında Isı Geri Kazanım ve Toplam Enerji Verimliliğinin Simülasyonu

FARKLI İKLİM BÖLGELERİNE AİT ISITMA-SOĞUTMA TASARIM SICAKLIKLARININ DİKKATE ALINARAK BİR ISI GERİ KAZANIM SİSTEMİNİN TASARIMI

Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)

Abs tract: Key Words: Abdullah YILDIZ Mustafa Ali ERSÖZ

BĠR DĠLĠM TRANSFORMATÖR RADYATÖRÜNDE AKIġ VE ISI TRANSFERĠNĠN FARKLI YAĞ TĠPLERĠ KULLANILARAK ĠNCELENMESĠ

Deneye Gelmeden Önce;

R1234YF SOĞUTUCU AKIŞKANININ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ İÇİN BASİT EŞİTLİKLER ÖZET ABSTRACT

HAVADAN HAVAYA ISI GERİ KAZANIM CİHAZLARININ TS EN 308 STANDARTINA GÖRE VERİM TESTLERİNİN YAPILMASI

KLĠMA CĠHAZI ÜFLEME AĞZI GEOMETRĠSĠNĠN HAVA DAĞILIMLARI ÜZERĠNE ETKĠSĠNĠN SAYISAL OLARAK ARAġTIRILMASI

KLİMA CİHAZI ÜFLEME ÇIKIŞ AÇISININ ISIL KONFOR ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ

ÇOK FAZLI AKIŞLARDA PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Osmaniye/Türkiye Telefon : /3688 Faks :

XII. ULUSAL TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ ERGİN BAYRAK, NACİ ŞAHİN Nisan 2015, İZMİR

TOP NAMLU AĞIZ BASKISI TASARIMININ HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ

HAVALANDIRMADA ENERJİ GERİ KAZANIMI: ARAŞTIRMA VE GELİŞTİRME

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Isıtma Sistemlerinde Kullanılan Plakalı Isı Değiştiricilerin Termodinamik Analizi

TĠCARĠ BĠR GECĠKTĠRMELĠ MAYALAMA KABĠNĠNĠN AKIġ VE SICAKLIK ANALĠZĠ

GIDA PROSESLERİNDE SOĞUTMA İŞLEMİNDE VURGULU HAVA JETLERİNİN KULLANIMI

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ

4.2. EKSENEL VANTİLATÖRLERİN BİLGİSAYARLA BOYUTLANDIRILMASI

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ/MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI Saat/Hafta

AP-RT. Çatı Tipi Paket Klima Santrali

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ/MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI Saat/Hafta

FARKLI PLAKA AÇILARINA SAHĠP PLAKALI ISI EġANJÖRLERĠNDE ISI TRANSFERĠ VE ETKĠNLĠĞĠN DENEYSEL OLARAK ĠNCELENMESĠ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

Mekanik Karıştırıcıların Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği ile Sayısal Modellenmesi

ÜRETĠM TESĠSLERĠ BÖLGESEL BAĞLANTI KAPASĠTE RAPORU

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LİSANS EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI (NORMAL VE İKİNCİ ÖĞRETİM)

Konsantrik Tip Bir Isı Değiştiricisinde Türbülatörlerin Etkisinin Sayısal İncelenmesi

MENFEZ ÇIKIŞ HIZININ MAHAL İÇİNDEKİ ISIL KONFOR ŞARTLARINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

BİR SPLİT KLİMA İÇ ÜNİTESİNİN ENDOSKOPİK VE STEREO PGHÖ YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ

ÜLKEMİZDEKİ ORTA ENTALPİLİ BİR JEOTERMAL KAYNAK İÇİN TASARLANAN SÜPERKRİTİK VE SUBKRİTİK BINARY ÇEVRİM MODELLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Abs tract: Key Words: Meltem ALTIN Sinan AKTAKKA Hüseyin GÜNERHAN T. Hikmet KARAKOÇ

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

DÜZLEMSEL SİMETRİK ANİGENİŞLEMELERDE ÇEVRİNTİLİ TÜRBÜLANSLI AKIŞIN SAYISAL ARAŞTIRILMASI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 5 PSİKROMETRİK İŞLEMLERDE ENERJİ VE KÜTLE DENGESİ

EVHRAC 3 YIL. Avantajları. Fonksiyonu. Modeller

OTOMOTĠV KLĠMA YOĞUġTURUCULARINDA KULLANILAN MĠKRO KANALLI ALUMĠNYUM BORULARDA ISI GEÇĠġĠNĠN ĠNCELENMESĠ

Konsantrik Boru Tip Isı DeğiĢtiricilerinde Türbülatörlerin Kanat Delik Geometrisinin Isı Transferine ve Basınç DüĢüĢüne Etkisi

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

PERDELĠ BETONARME YAPILAR ĠÇĠN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALĠZ METOTLARI

Doç. Dr. Serhan Küçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü

Hacettepe Ankara Sanayi Odası 1.OSB Meslek Yüksekokulu

1.Sınıf / Güz Dönemi

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ/ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EĞİTİM PLANI

DEĞİŞİK HAVA HIZI DEĞERLERİ KULLANILARAK YERDEN ISITMA YAPILAN VE TAZE HAVA VERİLEN BİR OFİS İÇERİSİNDEKİ KONFOR KOŞULLARININ SAYISAL ANALİZİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

I. YARIYIL (1. SINIF GÜZ DÖNEMİ) 2012 %25 DERS PLANI. Ders Saati İle İlgili Komisyon Görüşü Uygun Uygun Değil

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

1.Sınıf / Güz Dönemi

KONTROL VANALARININ BOYUTLANDIRILMASI VE ENERJİ TASARRUFUNA ETKİSİ

METRO ĠSTASYONLARINDA ĠġLETME ġartlarinin ISIL KONFORA ETKĠSĠ

ÇĠFT CĠDARLI CEPHELERDEKĠ AKIġ VE ISI TRANSFERĠNĠN SAYISAL ANALĠZĠ

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

1.Sınıf / Güz Dönemi

DERSLĠK ĠÇĠ TAZE HAVA DAĞILIMININ SAYISAL OLARAK BELĠRLENMESĠ VE ĠYĠLEġTĠRĠLMESĠ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

BİR SICAK SU DEPOLAMA TANKININ ŞARJ ve DEŞARJ İŞLEMLERİNDE ISIL TABAKALAŞMA DAVRANIŞININ SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

LEVHA KANATLI BORULU TİPLİ BİR BUHARLAŞTIRICININ ISIL DAVRANIŞININ ENTALPİK TÜNELİNDE DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Bu bildiri 6. Uluslararası Ankiros Döküm kongresinde sunulmuştur. This paper was presented on 6th Ankiros Foundry Congress

HAVA SOĞUTMALI BİR SOĞUTMA GURUBUNDA SOĞUTMA KAPASİTESİ VE ETKİNLİĞİNİN DIŞ SICAKLIKLARLA DEĞİŞİMİ

Corresponding author: Özet. Bu çalışmada yamuk kesit alanına sahip bir kanal içerisindeki hidrodinamik olarak

DUVARMATĠK 1150 MODÜLER DUVAR PANELĠNĠN ISI ĠLETĠM KATSAYISININ VE SES ĠLETĠM KAYBININ TAYĠNĠ

Öğrencilere, endüstriyel fanları ve kullanım alanlarını tanıtmak, endüstriyel fan teknolojisini öğretmektir.

VRF DEĞİŞKEN SOĞUTUCU DEBİLİ KLİMA SİSTEMLERİ

HAVA ARAÇLARINDAKİ ELEKTRONİK EKİPMANLARIN SOĞUTULMASINDA KULLANILAN SOĞUTMA SIVILARININ PERFORMANSA BAĞLI SEÇİM KRİTERLERİ

KARŞIT AKIŞLI VORTEKS TÜPÜ SOĞUTMA PERFORMANSINA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN HAD YÖNTEMİ KULLANILARAK İNCELENMESİ

ISI GERİ KAZANIM CİHAZLARININ BAZI ŞEHİRLERDEKİ YILLIK TOPLAM ISITMA VE SOĞUTMA KAZANÇLARI

RANQUE-HILSCH VORTEKS TÜPÜNDE FARKLI GAZLARIN DEĞİŞKEN BASINÇ DEĞERLERİNDE SOĞUTMA PERFORMANSLARININ SAYISAL İNCELENMESİ

İÇİNDE OTURAN İNSAN OLAN RADYATÖRLE ISITILAN BİR ODADAKİ ISIL KONFOR, AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN ÜÇ BOYUTLU SAYISAL ANALİZİ

DENEYSAN EĞİTİM CİHAZLARI SANAYİ VE TİCARET LTD. ŞTİ.

Isı Geri Kazanım Cihazları

1.Sınıf / Güz Dönemi

KAPALI YÜZME HAVUZLARININ NEM KONTROLU VE EKONOMİK OLARAK İKLİMLENDİRİLMESİ

2. Teori Hesaplamalarla ilgili prensipler ve kanunlar Isı Transfer ve Termodinamik derslerinde verilmiştir. İlgili konular gözden geçirilmelidir.

aircoolers Evaporatörler Aircoolers TAVAN TİPİ EVAPORATÖRLER CEILING TYPE AIR COOLERS DUVAR TİPİ EVAPORATÖRLER WALL TYPE AIR COOLERS

Transkript:

TESKON 2015 / SİMÜLASYON VE SİMÜLASYON TABANLI ÜRÜN GELİŞTİRME SEMPOZYUMU Bu bir MMO yayınıdır MMO bu yayındaki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan sonuçlardan, teknik bilgi ve basım hatalarından sorumlu değildir. BİR ISI GERİ KAZANIM CİHAZININ PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİNİN DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK BELİRLENMESİ UTKU ŞENTÜRK EGE ÜNĠVERSĠTESĠ MELTEM ALTIN GÖKNİL AĞAR SİNAN AKTAKKA MACİT TOKSOY ENEKO MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI BİLDİRİ

373 BİR ISI GERİ KAZANIM CİHAZININ PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİNİN DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK BELİRLENMESİ Utku ŞENTÜRK Meltem ALTIN Göknil AĞAR Sinan AKTAKKA Macit TOKSOY ÖZET Bu çalıģmada, döģeme tipi, yüksek verimli, özgül fan gücü düģük, mevcut mimari standardlar ile uyumlu bir ısı geri kazanımlı havalandırma cihazının geliģtirilmesi kapsamında tamamlanmıģ olan deneysel ve sayısal çalıģmalar sunulmaktadır. Isı geri kazanım cihazının TS EN 308 standardına uygun olarak gerçekleģtirilen performans testlerinden elde edilen bulgular, hesaplamalı akıģkanlar dinamiği (HAD) simülasyonlarının doğrulanmasında kullanılmıģtır. HAD simülasyonları; daimi, üç boyutlu, sıkıģtırılamaz, ısı transferi içeren, türbülanslı akıģ kabulleri altında, sonlu hacimler yöntemi temelli ANSYS Fluent yazılımı ile gerçekleģtirilmiģtir. Cihaz içinde yer alan iki adet plug-fan için, çoklu referans düzlemleri yöntemi kullanılmıģtır. Ters ve çapraz akıģlı eģanjörlerden ibaret eģanjör grubundaki kanal sayıları gerçeğe uygun olarak modellenmiģ ve ısı transferi hesaplanmıģtır. Yapılan simülasyonlarda cihazın soğuk ve sıcak hava tarafları bir arada modellenmiģ olup, basınç ve hız alanlarının yanında, yoğunluk ve sıcaklık alanları da türetilmiģtir. YaklaĢık 62 milyon hücreli akıģ bölgesi için hesaplanmıģ olan eģanjör basınç düģümü ve eģanjörden çıkan soğuk akıģkan sıcaklığı için yüzde bağıl hata değerleri, sırasıyla, %9,4 ve %5,12 olarak bulunmuģtur. Yöntemin, paralel iģlemcili iģ istasyonların kullanımı yardımıyla, tasarımda önemli bir araç olarak kullanılabileceği ortaya konmuģtur. Anahtar Kelimeler: Isı geri kazanımı, Isı transferi, Deneysel, Hesaplamalı akıģkanlar dinamiği. ABSTRACT In this work, experimental and numerical studies are presented for a floor-type heat recovery ventilation unit which has a high efficiency, low specific fan power and is compatible with architectural standards. The results obtained from the performance testing of the heat recovery unit following TS EN 308 standard are used in the validation of computational fluid dynamics (CFD) simulations. CFD simulations are performed using the finite volume based ANSYS Fluent code under the assumptions of steady, three-dimensional, incompressible, turbulent flow with heat transfer. Multiple reference frame model is used for the two plug fans in the device. The number of channels in the core which comprises counter-flow and cross-flow heat exchangers are modeled realistically without any representative assumptions. Pressure, velocity, density and temperature fields are calculated by solving cold air flow and hot air flow regions simultaneously. For about 62 million-cell mesh size; the percent errors for core pressure drop and air temperature at the core outlet in the cold air region are 9.4% and 5.12%, respectively. It s shown that the method can be utilized as a major tool in the design with the help of parallel processing work stations. Key Words: Heat recovery, Heat transfer, Experimental, Computational fluid dynamics.

374 1. GİRİŞ Isı geri kazanımının yaygın kullanılan tanımlarından biri, enerjinin (ısı/kütle), yüksek sıcaklıktaki bir hava akıģından daha düģük sıcaklıktaki diğer bir hava akıģına aktarılarak geri kazandırılması iģlemidir [1]. Isı geri kazanımı gerçekleģtiren bir sistemin uygulamada verimli ve ekonomik olması beklenir. Havalandırma uygulamalarında, geri kazanımlı cihazlar iki sınıfa ayrılırlar: (1) Isı geri kazanımlı havalandırma (IGKH, ing. heat recovery ventilation) cihazları ve (2) Enerji geri kazanımlı havalandırma (EGKH, ing. energy recovery ventilation) cihazları. IGKH cihazları, paralel, ters ya da çapraz akıģlı olabilen, havadan havaya ısı geçiģi sağlayan ısı değiģtiricileridir. KıĢ koģulunda egzoz havasındaki ısı enerjisi, bina içine gönderilecek olan taze havaya, yaz koģulunda taze havadaki ısı enerjisi, egzoz havasına aktarılarak geri kazanım sağlanır. EGKH cihazları ise, duyulur ısının yanında gizli ısının da aktarılmasını sağlayan ısı değiģtiricileridir [2]. Bu çalıģmada ele alınan IGKH cihazı, birbirine karıģmayan sıcak ve soğuk hava kanallarından ibaret olup, Ģematik olarak ġekil 1 de görülmektedir. Cihazın temel bileģenleri: (1) Birden fazla sayıda plakalı ısı değiģtiricinin bir araya getirilmesi ile oluģturulan ısı değiģtirici grubu (core), (2) Egzoz ve taze hava akıģlarını sağlayan iki adet radyal tipte plug-fan, (3) Hava ile birlikte taģınan katı parçacıkların engellenmesi için iki adet filtre ve (4) hava akıģına uygun Ģekilde tasarlanmıģ hava kanalları olarak sayılabilir. Taze hava çıkışı Fan Fan Egzoz havası çıkışı Egzoz havası girişi Filtre Isı değiştirici grubu: 2 adet çapraz 2 adet ters akışlı ısı değiştirici Filtre Taze hava girişi Şekil 1. Isı geri kazanımlı havalandırma cihazı ve bileģenleri IGKH cihazının en önemli bileģeni olan ısı değiģtirici grubu, cihazın genel performansında belirleyici role sahiptir. Isı değiģtiricilerin performans karakteristikleri ise (basınç düģümü, ısı transfer katsayısı), anahatları standartlarla tarif edilen testler gerçekleģtirilerek belirlenir. Bu testlerde doğru ölçümlerin yapılabilmesi için akıģ, olabildiğince uniform hız dağılımı hedeflenerek düzeltilir. Ancak uygulamada, ısı değiģtiricinin giriģ ve çıkıģ yüzeylerinde uniform olmayan hız dağılımları söz konusu olacak Ģekilde çalıģacağı durumlarla karģılaģılır. Böylesi çalıģma koģullarında, ısı değiģtirici performansı düģer. Bazı üretici firmalar, uniform olmayan akıģ karakteristikleri altında ısı değiģtirici performansına iliģkin verileri sağlamaktadırlar. Deneysel verilerin yanında doğrulanmıģ HAD simülasyonlarından elde edilecek hız dağılımları da, ısı değiģtiricinin giriģ ve çıkıģ yüzeylerinde uniform olmayan hız dağılımlarının etkisini ortaya koymak için kullanılmaktadır. Hız profillerinin etkisinin incelendiği, Ranganayakulu vd. [3] tarafından sunulan bir çalıģmada, plakalı-kanatlı, çapraz akıģlı, kompakt bir ısı değiģtirici ele alınmıģtır. Uniform olmayan hız dağılımları için performans azalması ve basınç kayıplarındaki artıģ, sonlu elemanlar yöntemine dayalı bir model ile belirlenmiģtir. Anjun vd. [4], plakalı kanatlı ısı değiģtiricilerin uniform olmayan giriģ hızı dağılımlarının yarattığı performans düģümünü deneysel olarak incelemiģlerdir. Test düzeneği ve deneysel iģlemler verilmiģ, akıģ dağıtıcı elemanların yerleģtirilme açısının performansa etkisi incelenmiģtir. Wen ve Li [5], plakalı kanatlı ısı değiģtiricilere akıģı yönlendiren baģlık elemanındaki uniform olmayan hız dağılımlarının performansa etkisini Fluent yazılımını kullanarak HAD ile incelemiģlerdir. Delikli saç uygulaması ile bu dağılımın engellenmesi ele alınmıģtır. Zhang ve Li [6] tarafından sunulan çalıģma da benzer Ģekilde, baģlık elemanındaki uniform olmayan hız dağılımı HAD ile belirlenmiģtir. Zhang [7], çapraz akıģlı, plakalı kanatlı bir ısı değiģtirici çekirdeğe sahip bir IGKH cihazı için uniform olmayan hız dağılımlarının performansa etkisini hem sayısal hem de deneysel olarak incelemiģtir. Bu çalıģmada, döģeme tipi, yüksek verimli, özgül fan gücü düģük, mevcut mimari standardlar ile uyumlu bir ısı geri kazanımlı havalandırma cihazının geliģtirilmesi kapsamında tamamlanmıģ olan

375 deneysel ve sayısal çalıģmalar, karģılaģtırmalı olarak sunulmaktadır. Ġlerleyen bölümlerde, ele alınan problem ifade edilecek, sayısal simülasyonlarda izlenen yöntemler detaylandırılacak ve elde edilen sonuçlar tartıģılacaktır. 2. HAD SİMÜLASYONLARI Simülasyonlarda, sonlu hacimler yöntemi temelli ANSYS Fluent 15 yazılımı ile daimi, üç boyutlu, sıkıģtırılamaz, türbülanslı, ısı transferi içeren akıģ kabulleri altında çözüm aranmaktadır. HAD benzetimleri ile incelenen sınır değer problemi için Süreklilik, Navier-Stokes ve Enerji Denklemleri nin nümerik çözümleri araģtırılır. Bu denklemler en genel halde, V 0 t (1) V VV P τ g t (2) h hv kt t (3) T 2 olup burada hız alanı V ui vj wk, basınç alanı P, gerilme tensörü τ V V VI, 3 yerçekimi ivmesi g g i g j g k, entalpi h, ısı iletim katsayısı k ve sıcaklık alanı T ile x y z gösterilmektedir [8]. Cihaz içindeki yoğunluk değiģimleri, sıkıģtırılamaz ideal gaz yaklaģımı ile hesaplanmıģtır. Bu modelde yoğunluk, basınç değiģimlerinin küçük olduğu kabulü ile yalnızca sıcaklığa bağlı değiģmekte olup P iş (4) R T M ile hesaplanmaktadır. Burada P iş, R ve M; iģletme basıncı, evrensel gaz sabiti ve gazın molekül ağırlığı olup bu değerler sabittir. Ele alınan IGKH cihazının geometrisi ġekil 2 de görülmektedir. Taze (soğuk) havanın giriģ sıcaklığı (20,6 ºC) ve bağıl nemine (%48,2) göre bulunan hava yoğunluğu (1,1972 kg/m 3 ) ile dinamik viskozite (1,79e-05 kg/ms), giriģ hızı (3,487 m/s) ve daire kesitli giriģ kanalı çapı (0,45 m) değerleri ile hesaplanan Re 104984 tür. AkıĢ bölgesi, akıģa etkisi ihmal edilebilir düzeyde olan bileģenler (civata, saç, kablo bağlantıları vb.) göz ardı edilerek oluģturulmuģtur. Ġki adet ters ve iki adet çapraz akıģlı ısı değiģtiriciden oluģan ısı değiģtirici grubunun kanalları, ürünün gerçek yapısına uygundur. Çapraz akıģlı eģanjördeki ve ters akıģlı eģanjördeki kanal sayıları, sırasıyla 200 ve 320 dir. Bu kanalları birbirinden ayıran saçlar ise çok ince oldukları için, yüzey olarak modellenmiģtir. Ġki adet plug-fan, bağlantı saçları ile birlikte akıģ bölgesinde yer almaktadır. Fan devir sayısı 2804,9 devir/dakika dır. Fan simülasyonları, çoklu referans düzlemleri yöntemi ile gerçekleģtirilmiģtir. Şekil 2. AkıĢ bölgesi.

376 Hava ile birlikte taģınan katı parçacıkların engellenmesi için kullanılan filtrelerin ortalama hıza bağlı statik basınç düģümü (ΔP(V ort )) karakteristikleri, gerek üretici verilerinden gerekse deneylerden bilinmektedir. Bu sebeple filtreler doğrudan değil, gözenekli ortam modeli ile modellenmiģtir. Bu modelde filtreleri basit akıģ hacimleri temsil etmekte, gözenekli ortam olarak tanımlanan bu bölgelerde, gerçeği yansıtacak ölçüde basınç düģümü yaratan akıģ direnci girilmektedir. Mevcut çalıģma için bu iliģki, P 56V ort (5) olarak tanımlanmıģtır. HAD simülasyonlarının, ağ boyutundan bağımsız olduğu sorgulanmalıdır. Bu amaçla eģanjör grubu ve fanlar için ayrı ayrı ağdan bağımsızlık çalıģmaları yapılmıģ ve belirlenen en uygun ağ boyutları, cihazın HAD simülasyonlarında kullanılmıģtır. Son durumda, akıģ analizleri için çözümü yapılacak olan modelin toplam hücre sayısı 61.688.923 tür. Tüm katı çeperlerde kaymama koģulu tanımlanmıģtır. Problem için diğer sınır koģulları ve malzeme özellikleri, Tablo 1 de özetlenmiģtir: Tablo 1. Sınır koģulları ve malzeme özellikleri girdileri Simülasyon girdisi Değer Havanın yoğunluğu (kg/m 3 ) SıkıĢtırılamaz ideal gaz yaklaģımı Havanın dinamik viskozitesi (kg/ms) 1,7894e-05 Havanın ısı iletim katsayısı (W/mK) 0,0242 Havanın özgül ısısı (J/kgK) 1006,43 Sıcak akıģkan giriģ hızı (m/s) 3,487 Sıcak akıģkan giriģ sıcaklığı (ºC) 39,9 Sıcak akıģkan çıkıģ basıncı (Pa) 232 Soğuk akıģkan giriģ hızı (m/s) 3,487 Soğuk akıģkan giriģ sıcaklığı (ºC) 20,6 Sıcak akıģkan çıkıģ basıncı (Pa) 225 ANSYS Fluent yazılımının standart yakınsama kriterlerine ek olarak, eģanjör grubunun çıkıģ yüzeylerindeki sıcaklıklar ve statik basınçlar ile fan çarkı üzerindeki moment katsayısının iterasyon sayısına bağlı değiģimi gözlenmiģtir. SONUÇ HAD simülasyonlarından elde edilen eģanjör basınç düģümü, üretici firmanın katalog verileri ve deneysel sonuçlar ile karģılaģtırmalı olarak Tablo 2 de verilmiģtir. Tablo 2. EĢanjörde basınç düģümü Basınç DüĢümü (Pa) Katalog verisi-sıcak 134 Katalog verisi-soğuk 125 Deney-izotermal 131 HAD-sıcak 121,37 HAD-soğuk 129,19 Buna göre, sıcak akıģkan tarafında hesaplanan basınç düģümü, katalog verilerine göre en yüksek sapma değerine sahiptir. Buna rağmen, bu hata değeri %9,4 olup, ele alınan yüksek hücre sayılı

377 simülasyon için kabul edilebilir düzeyde olarak değerlendirilmiģtir. Ayrıca, eģanjörden çıkan sıcak ve soğuk akıģkan sıcaklıkları, alan ağırlıklı ortalama olarak hesaplanmıģtır. Benzer Ģekilde, değerler, firma katalog verileri ve deneysel sonuçlar ile karģılaģtırmalı olarak Tablo 3 te verilmiģtir. Tablo 3. EĢanjör çıkıģ sıcaklıkları Sıcaklık (ºC) Katalog verisi-sıcak 24,2 Katalog verisi-soğuk 36,3 Deney-sıcak 24,3 Deney-soğuk 37,5 HAD-sıcak 23,61 HAD-soğuk 35,58 Elde edilen sonuçlar için, deneysel verilere dayalı en yüksek bağıl hatanın %5,12 değeri ile soğuk akıģkan tarafında olduğu görülmektedir. Böylece eģanjör bölgesinde kritik akıģ parametrelerine iliģkin simülasyon sonuçlarının, gerçek ölçüm verileri ile uyumlu olduğu kanaatine varılmıģtır. ġekil 3 te cihaz içindeki akım çizgileri yer almaktadır. Ters akıģlı ve çapraz akıģlı eģanjör bileģenlerinin bir araya gelerek oluģan kombi eģanjör modeli içindeki akım çizgileri, yüksek kanal sayısına sahip eģanjör bloklarının doğru modellendiğine dair nitel bir değerlendirme imkanı sunmaktadır. Şekil 3. Cihaz içindeki akım çizgileri ġekil 4 te verilen yoğunluk dağılımları ve ayrıca bulunmuģ olan sıcaklık dağılımları yardımıyla, soğuk akıģkan tarafından sıcak akıģkan tarafına gerçekleģen ısı akısı yaklaģık 10 kw olarak hesaplanmıģtır. Bu değer, HAD ile bulunan sıcaklık değerlerinden de beklendiği üzere, katalog verisi olan 10,5 kw değerine göre yaklaģık %5 hata ile yakın bulunmuģtur. Şekil 4. Cihaz içindeki yoğunluk değiģimleri ġekil 5 te, eģanjör yüzeylerindeki hız dağılımları görülmektedir. Hız dağılımları incelendiğinde, IGKH cihazının yapısından ötürü yüzeylerde hızların uniform olmadığı göze çarpmaktadır.

378 Porous Olarak Modellendiğinde) EFV-200 Isı Transferi Analizi (Eşanjor Kanallı Olarak Modellendiğinde) Eşanjor Giriş Çıkış Hız Dağılımı Supply Hattı Eşanjor Giriş Çıkış Hız Dağılımı Exhaust Hattı Eşanjor Giriş Çıkış Hız Dağılımı Üfleme Hattı EĢanjör GiriĢ-ÇıkıĢ Hız Dağılımı Egzoz Hattı EĢanjör GiriĢ-ÇıkıĢ Hız Dağılımı njor Girişi Hız Dağılımı Test Şekil 5. EĢanjör grubu üfleme ve egzoz hatlarının giriģ ve çıkıģ kesitlerindeki hız dağılımları Eşanjor Çıkışı Hız Dağılımı Genel bir değerlendirme olarak, bir ısı geri kazanımı cihazı için yeterli doğruluğa sahip HAD simülasyonları baģarı ile tamamlanmıģtır. Mevcut yöntemin olumsuz yanı, yüksek hücre sayısından dolayı hesaplama süresinin uzun olmasıdır. Ancak, bilgisayar donanımı teknolojisindeki ilerlemelerin yanında giderek artan paralel iģlemci kullanımı ile bu olumsuzluğun giderileceği düģünülmektedir. KAYNAKLAR [1] MARDIANA-IDAYU, A. ve RIFFAT, S.B., "Review on Heat Recovery Technologies for Building Applications," Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, 2 (2012): 1241-255. [2] YAÏCI, W., GHORAB M. ve ENTCHEV, E., "Numerical Analysis of Heat and Energy Recovery Ventilators Performance Based on CFD for Detailed Design," Applied Thermal Engineering 51,1-2 (2013): 770-80. [3] RANGANAYAKULU, C.H., SEETHARAMU, K.N. ve SREEVATSAN K.V., "The Effects of Inlet Fluid Flow Nonuniformity on Thermal Performance and Pressure Drops in Crossflow Plate-fin Compact Heat Exchangers," International Journal of Heat and Mass Transfer 40,1 (1996): 27-38. [4] ANJUN, J., LI Y., CHEN C. ve ZHANG R, "Experimental Investigation on Fluid Flow Maldistribution in Plate-Fin Heat Exchangers," Heat Transfer Engineering 24,4 (2003): 25-31. [5] WEN, J. ve LI, W., "Study of Flow Distribution and Its Improvement on the Header of Plate-fin Heat Exchanger," Cryogenics 44,11 (2004): 823-31 [6] ZHANG, Z. Ve LI, Y., "CFD Simulation on Inlet Configuration of Plate-fin Heat Exchangers," Cryogenics 43,12 (2003): 673-78 [7] ZHANG, L.Z, "Flow Maldistribution and Thermal Performance Deterioration in a Cross-flow Air to Air Heat Exchanger with Plate-fin Cores," International Journal of Heat and Mass Transfer 52,19-20 (2009): 4500-509 [8] ANSYS Fluent 14.5 Teori Kılavuzu, Ansys Inc., 2014 ÖZGEÇMİŞ Utku ŞENTÜRK 1980 yılı Denizli doğumludur. 2004 yılında Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü nü bitirmiģtir. Aynı Üniversiteden 2007 yılında Yüksek Mühendis ve 2011 yılında Doktor ünvanını almıģtır. 2005-2013 Yılları arasında AraĢtırma Görevlisi olarak görev yapmıģtır. 2013 yılından beri Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü nde Yrd. Doç. Dr. olarak

379 görev yapmaktadır. AkıĢkanlar mekaniği, hesaplamalı akıģkanlar dinamiği, dalga enerjisi konularında çalıģmaktadır. Meltem ALTIN 1989 yılı Ġstanbul doğumludur. 2011 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümünden mezun olmuģtur. Ege Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik Anabilim Dalında yüksek lisans eğitimine devam etmektedir. 2011-2014 yılları arasında ENEKO A. ġ. de Ar-Ge Mühendisi olarak görev yapmıģtır. 2014 yılından bu yana Johnson Controls firmasında Test Mühendisi olarak görev yapmaktadır. Isıtma, soğutma ve havalandırma konularında çalıģmaktadır. Göknil AĞAR 1990 yılı Ġzmir doğumludur. 2014 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü nü bitirmiģtir. Aynı yılın eylül ayında Ege Üniversitesi Makina Mühendisliği bölümü Termodinamik Anabilim dalında yüksek lisans eğitimine baģlamıģtır. 2013 yılından bu yana ENEKO A.ġ. de Ar-Ge Mühendisi olarak görev yapmaktadır. Isıtma, soğutma ve havalandırma konularında çalıģmaktadır. Sinan AKTAKKA 1972 yılında Kütahya / TavĢanlı da doğmuģtur. 1989 yılında Çınarlı Endüstri Meslek Lisesi Elektronik Bölümünde lise eğitimini, 1993 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümünde lisans eğitimini ve 1997 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Termodinamik Anabilim Dalında yüksek lisans eğimini tamamlamıģtır. 1995 yılından bu yana HVAC sektöründe çeģitli firmalarda Proje ve Tasarım Mühendisi olarak görev almıģtır. 2011 yılından bu yana ENEKO A.ġ. de Ar-Ge yöneticisi olarak görev yapmaktadır. 2004 yılından itibaren MĠEM ve PPK kapsamında Havalandırma Tesisatı ve Klima Tesisatı Eğitmeni vermektedir. MMO, TTMD ve ASHRAE üyesidir. Macit TOKSOY Prof.Dr. Macit TOKSOY 1949 doğumludur. ĠTÜ 1972 mezunudur. 1972 2013 seneleri arasında Ege Üniversitesi, North Carolina State Üniversitesi, Dokuz Eylül Üniversitesi ve Ġzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsünde ısı transferi, enerji depolama, enerji verimliliği, jeotermal bölge ısıtması ve jeotermal elektrik santralları alanlarında akademik hayatını sürdürmüģtür. 2013 Yılından bu yana Eneko Havalandırma ve Isı Ekonomisi Sistem Teknolojileri Ģirketinde ısı geri kazanımlı havalandırma teknolojisi alanında çalıģmaktadır. Makina Mühendisliği akademik alanlarının yanında uluslararası spor etkinliklerinin planlanması ve lojistik yönetimi ilgi alanıdır. Üniversiade Ġzmir Yaz ve Erzurum KıĢ Oyunlarında, Mersin Akdeniz Oyunlarında üst düzey yöneticilik yapmıģtır....