Split klimalarda kullanılan ısı değiştiricilerinin sayısal analizi

Abstract

İklimlendirme sistemlerinin ana bileşeni olan ısı değiştiricileri, günümüzde kullanım alanı avantajı, estetik görünümü ve çok fonksiyonlu olmasında dolayı hayatımızın vazgeçilmez bir ihtiyacı haline gelmiştir. Gelişen ürün çeşitliliği ile literatür çalışmalarında sıkça karşılaştığımız önemli bir sistem elemanı olmuşlardır.Literatürde, ısı değiştiricilerinin farklı türlerine ait teorik, deneysel ve bilgisayar destekli sayısal çözümlemelerine yönelik çok sayıda çalışma bulunmaktadır. Ancak çoğu çalışmalardaki genel yöntem, ısı değiştiricilerinin elemanı oldukları sistemden ayrı olarak, girilen sınır koşulları ile çalışma şartlarının sağlanması şeklindedir. Bulundukları sistem ile birlikte değerlendirilen, farklı geometri ve kapasitelere sahip ısı değiştiricilerinin incelenmesi; zaman, maliyet ve üretim yükü getireceği için hesaplamalı akışkanlar dinamiği geliştirilerek bu çalışmalar gerçekleştirilmelidir.Bu çalışmada, gündelik hayatımızda en çok kullanılan iklimlendirme sistem uygulamalarından biri olan split klimalardaki ısı değiştiricileri konu olarak seçilmiştir. En yaygın kullanılan Kanatlı Borulu ısı değiştiricisi tipi seçimi yapılmıştır. Gerçek çalışma şartlarına en yakın koşullar altında inceleme yapılarak tasarım parametrelerinin duyulur kapasiteye ve sistem verimliliğine olan etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Tasarım parametreleri geniş bir çalışma alanına sahip olmakla birlikte, bu çalışma kapsamında; boru çapı, borular arası dikey/yatay mesafe, kanatlar arası boşluk, kanat ve boru et kalınlığı değişimi durumları için inceleme yapılmıştır.Bu çalışmada düz kanat borulu ısı değiştiricisi modelinde, laminar akış ve belirli sınır koşulları altında tasarımsal değişimlerin ısı transferi, basınç düşüşü ve akış hızı üzerindeki etkileri FLUENT programı kullanılarak incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda bulunan Nusselt sayısı, taşınım katsayısına bağlı olarak gerçekleşen ısı transferi miktarına göre, optimum tasarım parametreleri iyileştirme önerisi olarak sunulmuştur.

Air conditioning systems are main component of heat exchangers in these days. They become indispensable necessary of our life because of their usage area, aesthetic view and multifunctional. With development of product variety, they become important system element in literature studies.In literature, many theory, experimental and computer aided numerical analysis studies are existent for different type of heat exchangers. However in many studies general method is separating heat exchangers from their systems and providing their working conditions with their boundary conditions. Examining different geometries and capacities of heat exchangers which are evaluated with their system, made time, cost, and production difficulties. So these studies must be made with improving computer aided numerical analysis studies.In this study, heat exchangers in split air conditioners which are one of the most usages of conditioning systems applications in daily life, are chosen as a subject. Most commonly used winged pipe heat exchanger type is chosen. Numerical effects of design parameters on capacity and system efficiency were examined under conditions which are smilar to real working conditions. Although designing parameters have wide working area; changing of pipe diameter, horizontal and vertical distance between pipes, space between fins, fin and pipe thickness conditions are examined in this study.In this study, the effects on heat transfer, pressure drop and flow velocity were examined with changing of designing parameters. Laminar flow under specific boundary conditions were used under FLUENT for the analysis. After analysis, new designenig parameters investigated with Nuselt number, heat convectiom and heat transfer rate values. New optimal designing parameters are presented for revision of the heat exchangers.