Tesisat Dergisi 285. Sayı (Eylül 2019)

82 Tesisat / Eylül 2019 tesisat.com.tr OĞUZ DALKIRAN İmas Klima Ür-Ge Mühendisi PROF. DR. AYTUNÇ EREK Dokuz Eylül Üniversitesi 1. GİRİŞ Ü retim hatları, kimyasal prosesler, motorlar, güç üretim tesisleri, nükleer santraller gibi sayısız alanda ısı açığa çıkmaktadır. Isının, bu tip uygulamalarda kontrol edilmesi ve soğutucu cihazlar vasıtası ile uzaklaştırılması gerekmektedir. Su soğutmalı sistemlerde kendine geniş bir kullanım alanı bulan soğutma kuleleri, bu uygulamalarda ısının uzaklaştırılmasında verimli çözümler sunar. Yüksek debilerde su soğutabilme imkânı ve yüksek soğutma kapa- sitelerine çıkabilmesi, atmosfer şartlarından faydalanarak ısı ve kütle transferi mekanizmalarını birleştirmesi ile birim işletme maliyetlerinin düşük olması, soğutma kulelerinin tercih edilebilirliğini günden güne arttırmaktadır. [1] Buharlaşmalı soğutma prensibi ile çalışan kapalı çevrim su soğutma kuleleri, kuru çalışan ısı değiştiricilere oranla çok daha yüksek ısı transferi katsayılarına sahip olması saye- sinde, ısıyı uzaklaştırabilme kabiliyeti bakımından üstündür. Isı değiştiricisi üzerinde spreylenen su ve ona karşıt olarak akan hava sayesinde gizli ve duyulur ısı transferinin aynı anda gerçekleştiği ve soğutmanın sağlandığı cihazlardır. Su soğutma kulesi uygulamalarında atmosfer, ısı kuyusu olarak kullanılmaktadır. Ortaya çıkan ısı, sistemin devamlılığını sağ- lamak veya konfor şartlarını oluşturmak amacı ile atmosfere atılmaktadır. Bu duruma ek olarak su buharı da atmosfere atılan ve göz ardı edilmemesi gereken bir olgudur. [1] Sürekli artan soğutma talebi ve enerji maliyetleri de ele alındığında daha verimli sistemlerin geliştirilmesi ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bu açıdan soğutma kulelerinin optimizas- yonu ve farklı parametrelere bağlı olarak kapasite değerleri- nin net olarak hesaplanabilmesi, enerji verimliliği konusunda çok önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada karşıt akışlı kapalı çevrim bir su soğutma kulesinin performansını doğru ve uygun bir şekilde tahmin etmek ve diğer termodinamik özelliklerinin hesaplanabilmesi için Engineering Equation Solver (EES) yazılımı kullanılmıştır ve mevcut çalışmalardaki korelasyonlar ile sayısal olarak bir boyutlu modellenmiştir. Oluşturulan test düzeneğinde, proto- tip olarak üretilen kapalı çevrim soğutma kulesi termal testleri yapılmıştır. Farklı parametrelerin kule kapasitesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Isı değiştiricisinin çapraz bağlanması ile toplam ısı transferi katsayısında artış elde edilmiş ve bu durum kule kapasitesini artırmıştır. Yapılan testler sonucu elde edilen değerler ile hesaplanan değerler karşılaştırılarak hesap edilen değerler ile deneysel olarak ölçülen değerler arasında %5’ten daha az sapma olduğu görülmüştür. 1.1. Literatür Araştırması Literatürde kapalı çevrim su soğutma kuleleri ile ilgili pek çok çalışma bulunmaktadır. Farklı ısı değiştiricisi tasarımları ile farklı hava ve su debilerinde elde edilen ısı ve kütle denk- lemleri sonucunda termodinamik yasaları kapsamında daha doğru ve kesin tahminler yapılabilmektedir. Parker ve Treybal [2] karşıt akışlı soğutma kulelerinin detaylı analizlerini gerçekleştiren ilk araştırmacılardandır. Doymuş havanın entalpisinin sıcaklığın lineer bir fonksiyonu MAKALE KAPALI ÇEVRİM BİR SOĞUTMA KULESİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ * (1. BÖLÜM) * Bu makale 14. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi Bildiriler Kitabı’nda yayınlanmıştır.