TEKNİK BİLGİ Oda ısıtma Cihazlarında Doğal Konveksiyon Yöntemiyle lsı Değiştirici Optimizasyonu Erik PAVLOVIC * Egon VENKO * lsı değiştirici, doğal konveksiyon prensibine dayalı olarak çalışan, ısı yönetim moduna ve tasarım özelliklerine bağımlı bir oda ısıtma cihazını meydana getiren ana parçalardan biridir. Genellikle, dikey hava akımına istinaden çok uygun karakteristikleri bulunan kanatlı ısı değiştiriciler kullanılmaktadır. lsı değiştiricilerin hava aralıkları ve kanat geometrileri, cihazın değişik genişlik ve uzunluklardaki en yüksek ısıtma gücünü sağlaması için en uygun şekilde tanımlanabilir. lsı değiştiricisine ek olarak hava yönündeki basınç düşmesi de egzoz ızgaraları tarafından etkilenir, bunun sebebi de güvenliktir. lsı değiştirici optimizasyonuna bir örnek vermek gerekirse, bu örnek doğal konveksiyonlu bir ısı yayıcı olabilir. Cihazın yüksek sayıdaki genişlik ve yükseklik kombinasyonlarından ötürü ısı yayıcının ısıtma gücüne değişik geometrilerin etkisi CFD (Computational Fluid Dynamics) analizleriyle belirlenir. Optimizasyon için, doğal konveksiyonda sıcak hava jetinin salınım etkilerinden dolayı sabit olmayan görüntüleme prosesleri gerekmektedir. Doğal konveksiyonlu ısı yayıcı ile geleneksel radyatör arasındaki doğrudan karşılaştırma gösterilmiştir. Anahtar kelimeler: Doğal konveksiyon, ısı yayıcı, kanatlı ısı değiştiricisi, CFD. Oda ısıtma için yeni ürünlerin geliştiri lmesi, belirli bir ürünün kullanımını en iyi gören son kullanıcının istekleri ve i htiyaçları kadar tasarımcısının da istek ve ihtiyaçlarına göre belirlenir. Tasarımcılar tasarladıkları ürünlerde uygun ısıtma cihazını seçerken üç parametreye dikkat ederler: ısıtma gücü, ses seviyesi ve maliyet. Genellikle, bu üç parametrenin birleşimi uygun ısı cihazının ortaya çıkması için gereklidir. Radyatör ısı yayıcılar ve doğal konveksiyonlu ısıtma gövdeleri, iş yeri ve alışveriş merkezleri ısıtmasında, araba galerilerinde, otellerde ve diğer iki borulu ısıtma sistemlerinin kullanıldığı tüm yerlerde ku l lanıl ı rlar. Birincil ya da diğer ısıtma ci- ............... / { ,.• ................ j o() 1, w •' 1 Şekil 1. Doğal konveksiyonlubir ısıtıcının şematik görünümü. 52 Tesisat Dergisi Sayı 155 - Kasım 2008 hazlarının (tanlı ısıtıcılar, klimalar) bulunduğu yerlerde ikincil ısıtma gövdeleri olarak kullanılabi lirler. Dış cepheye bakan duvarlara sahip, dışarıdan yüksek derece düşük ısıya maruz kalanodalarda kullanılmaya uygundurlar. Bağımsız, yere monte edilebilen çeşitlerinin yanı sıra duvara monte edilebilen tipleri de mevcuttur. Değişik uzunluklara, genişliklere ya da yüksekliklere bağlı olarak geometrik olarak farklı 600'den fazla değişik ünite bir radyatör ı sıtıcı sı ailesinde bulunabilir. Doğal konveksiyonlu radyatör ısıtıcılar sessiz çal ışırla r. Egzoz ızgara ları, güvenlik sebebiyle gömmedirler, genellikle delikli plakalardan ya da uzunlamasına profilden yapılırlar. Geleneksel radyatörlere göre avantajları ise kolay kurulumu ve kolay temizlenmesidir. lsı gücünün kontrolü gömme bir termostatik başlıklı valf yardımıyla yapılır . Doğal konveksiyonlu benzer ısıtıcı ünitelerinin sayısının fazla olması sebebiyle, ısıtıcının ısıtma gücüne etki eden bireysel parametrelerin etkilerinin CFD ile analiz edilmeleri gerekmektedir. ısı değiştiricisinin kanatlarının alternatifsiz oluşu ve ısı nın üç boyutta değişmesi sebebiyle ısı değiştiricilerin problemi üç boyutlu bir uzayda hesaplamaların ve ağ çalışmasının belirlenmesi gereklidir. Birçok parametrenin yanı sıra ısıtıcının ısı gücünü etkileyen nedenler ısı değiştiricinin bireysel kanatları, ısı değiştirici kanatlarının boyutu ve ısıtıcı yüksekliği 'arasındaki karakter sıklığıdır. Kanatlar arasındaki karakter sıklığı doğrudan ısı değiştiricinin tüm alanını belirler. Kanatlar arasındaki sıklığın azaltılması ile beraber aynı düzlemdeki kanat sayısı artırılabilir, fakat bu sırada hava tarafındaki basınç düşmesi de artacaktır. Düşük hava akışı ya da yüksek basınç düşüşü yüzünden hava akışı ve sonuç ry ry Şekil 2. Doğal konveksiyon lu bir ısıtı cının tek bir diliminin geometrisi ve nümerik gözenekleri.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=