Farklı malzemelerden imal edilmiş plakalı ısı değiştiricilerinin atık ısı geri kazanım performanslarının deneysel analizi

Sanayinin bir çok alanında kullanılan sıvı ve gaz, proses tamamladıktan sonra yüksek miktarda enerji barındırdığı halde atıl duruma gelmektedir. Isı boruları, ısı değiştiricileri, atık ısı kazanları gibi ekipmanlardan yararlanılarak bu atıl enerjinin geri kazanılması mümkündür. Böylece aynı miktarda enerji girdisinden daha fazla verim alınarak ekonomiye katkı sağlanacak, çevre kirliliği azaltılacak ve ekolojik denge korunarak büyük kazanım elde edilecektir. Bu çalışmada; çapraz akımlı plakalı ısı değiştiricisi kullanılarak havadan havaya ısı geçişini sağlayacak bir ısı geri kazanım cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. İç ortamdan alınan kirli ve yüksek sıcaklığa sahip egzoz havası ile dış ortamdan alınan temiz ve düşük sıcaklığa sahip taze hava, plakalar arasından geçirilerek taze havanın sıcaklığının yükselmesi sağlanır. Bu amaçla alüminyum, polimer ve selülozik olmak üzere üç farklı malzemeden imal edilmiş ısı değiştiricileri temin edilmiş; hava hızı, taze hava ve egzoz havası giriş sıcaklıkları çalışma parametreleri olarak belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucu taze hava ve egzoz havası çıkış sıcaklıkları elde edilmiş, bu değerler kullanılarak ısıl hesaplamalar yapılmıştır. Ayrıca Taguchi deney tasarımı yöntemi kullanılarak ısıl etkenlik üzerinde etkisi olan parametreler, bunların etki dereceleri ve parametrelerin birbirleriyle etkileşimleri incelenmiştir. Analizler için Minitab (Release 16) istatistiksel yazılım programından faydalanılmıştır. Böylelikle sonuçların yorumlanması istatistiksel analizler ile desteklenmiştir. Bu analizlerde etkenlik değeri üzerindeki en etkili faktörün hava hızı olduğu ve faktörler arasında belirli bir etkileşim olmadığı sonucuna varılmıştır. Tüm ısı değiştiricilerinde en iyi ısıl performansın; taze hava giriş sıcaklığının birinci düzeyi olan 0 °C, hava hızının birinci düzeyi olan 1,2 m/s ve egzoz havası giriş sıcaklığının ikinci düzeyi olan 40 °C seçildiğinde elde edildiği tespit edilmiştir. Selülozik ısı değiştiricinin polimer ve alüminyum ısı değiştiricilerine göre tüm parametre değerlerinde çok daha iyi sonuç verdiği görülmüştür.