Fan coil ısı eşanjörünün farklı kolektör tasarımının su basınç kaybına etkisi ve deneysel incelenmesi

Bu çalışma, farklı boru çapları (Ø16, Ø22, Ø25 mm), devre sayıları (2NC, 4NC) ve boru uzunluklarının (180 mm, 240 mm), su fark basıncı (ΔP) üzerindeki etkilerini analiz etmeyi amaçlamaktadır. Genel kabul gören "çap arttıkça basınç kaybı azalır" hipotezi, A, B, C ve D gruplarında doğrulanmamış; yalnızca E grubunda geçerli bulunmuştur. Deneysel çalışmalar, 7–15 °C su sıcaklığı ve 15–25 °C hava sıcaklığı aralığında, bir hava entalpi laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Hacimsel su debisi (Q, m³/h) ile fark basıncı (ΔP, kPa) arasındaki ilişkiler grafiksel olarak analiz edilmiştir. Her bir grup (A, B, C, D, E), Ø16, Ø22 ve Ø25 mm çaplarında üçer numune olmak üzere toplam 15 numune ile test edilmiştir. Grup tasarımları şu şekildedir: A Grubu, devreler ortada, boru uzunluğu 180 mm, B Grubu, devreler ortada, boru uzunluğu 240 mm, C Grubu, devreler uç kenarlarda, boru uzunluğu 180 mm, D Grubu, devreler uç kenarlarda, boru uzunluğu 240 mm, E Grubu, devreler hem ortada hem kenarlarda, 4NC, boru uzunluğu 180 mm. Deneysel sonuçlara göre; 0,150–0,500 m³/h aralığında, çap ve boy değişikliklerinin ΔP üzerinde belirgin bir etkisi gözlemlenmemiştir. 0,500–1,000 m³/h aralığında, A grubunda ΔP, çap arttıkça en fazla 1 kPa artmıştır. B grubunda, A grubuna göre ΔP, Ø16 için 1 kPa'dan az değişmiş ve azalmıştır, diğer çaplarda belirgin bir değişim gözlemlenmemiştir. C grubunda ΔP, çap arttıkça en fazla 0,5 kPa azalmıştır. D grubunda ΔP, C grubuna göre artmıştır; Ø16 için 0,5 kPa, Ø25 için 2,5 kPa'dan az değişim gözlenmiştir. 1,000–1,500 m³/h aralığında, A grubunda ΔP, çap arttıkça en fazla 2 kPa artmıştır. B grubunda, A grubuna göre ΔP, Ø16 için 2,5 kPa'dan, diğer çaplarda belirgin bir değişim gözlemlenmemiştir. C grubunda ΔP, çap arttıkça 1 kPa'a kadar azalmıştır. D grubunda ΔP, C grubuna göre artmış; Ø25 için 5 kPa'a kadar artış gözlenmiştir. 1,500–2,000 m³/h aralığında, A grubunda ΔP, çap arttıkça en fazla 3,5 kPa artmıştır. B grubunda, A grubuna göre ΔP, Ø16 için 5 kPa'dan, diğer çaplarda 0,5 kPa'dan az değişmiştir. C grubunda ΔP, çap arttıkça en fazla 1,5 kPa azalmıştır. D grubunda, C grubuna göre ΔP, Ø25 için 7,5 kPa'a kadar azalmıştır. E grubunda, devre sayısının artmasıyla birlikte basınç kaybının A, B, C ve D gruplarına kıyasla yaklaşık 3 kat azaldığı görülmüştür. Ayrıca, boru çapı arttıkça ΔP'nin azaldığı yönündeki geleneksel beklenti burada doğrulanmıştır; en yüksek ΔP farkı 1,5 kPa olarak gözlenmiştir. Sonuç olarak; boru çaplarının artışı, laminer akış ve dengeli dağıtım sistemlerinde basınç kaybını anlamlı şekilde düşürebilmektedir. Yalnızca çap değişikliği yerine, devre sayısı (NC) ve boru uzunluğu gibi parametrelerin de tasarımda dikkate alınması gerekmektedir. 4 NC gibi daha dengeli akış yapıları oluşturularak, çap artışının basınç kaybını azaltma etkisi optimize edilebilir. Düşük su debisi aralıklarında çap artışı belirgin bir değişiklik göstermediği için maliyet açısından uygun olan bakır boru seçimi yapılabilir. Ayrıca pompa seçiminde, boru çapı ve basınç kaybı ilişkisinin dikkate alınması, sistemin toplam verimliliğini artıracaktır. Daha düşük basınç kaybı sağlayan konfigürasyonlar, pompanın daha düşük enerji tüketimiyle çalışmasını sağlayarak işletme maliyetlerini azaltabilir. Anahtar Kelimeler: Boru Geometrisi, Devre sayısı (NC), Basınç kaybı (ΔP), Akış rejimi, Fan coil