Merkezi ısıtma sistemlerinde sıcak su hazırlama sisteminin performans analizi

Abstract

Bu çalışmada, merkezi ısıtma sistemlerinde, merkezi boyler, şofben, gibi sıcak su hazırlama sistemlerine göre birçok avantaja sahip olan kapı önü eşanjörlü sıcak su hazırlama sisteminin farklı şebeke suyu debilerinde ve farklı merkezi ısıtma suyu sıcaklıklarında performansı deneysel olarak incelenerek, diğer sistemlere göre maliyet analizi yapılmıştır.Deneyler, 300, 400, 500 ve 550 lt/h soğuk su debilerinde ve 45, 50, 55 ve 60 C kazan suyu sıcaklıklarında gerçekleştirilmiştir. Deneylerde ters akışlı levhalı ısı eşanjöründe ölçülen soğuk ve sıcak su giriş ve çıkış sıcaklıklarına göre ısı transfer hızı, ortalama logaritmik sıcaklık farkı, eşanjörün UA ve eşanjörün etkenlik değerleri hesaplanarak, sistemin ısıl performansı değerlendirilmiştir. Hesaplamalardan elde edilen değerlere göre; ısı transfer hızı ve ortalama logaritmik sıcaklık farkı kazan suyu sıcaklığı ve soğuk su debisi arttıkça artarken, ısı eşanjörünün etkenliği azalmıştır. Isı eşanjörünün UA değeri ise soğuk su debisi arttıkça artış eğiliminde olurken, kazan suyu sıcaklığının artmasıyla birlikte azalış eğilimi göstermiştir. Kapı önü eşanjörlü sıcak su hazırlama sisteminin birçok avantajının yanında maliyet avantajına da sahip olduğu ortaya konulmuştur.

In this study, among the central heating systems, performance of outdoor hot water preparation systems with heat exchanger which has many advantages over domestic hot water treatment systems like central boilers or instantaneous water heaters areinvestigated by experimental means for different flow rates of municipal water and different temperatures of central heating water, cost analysis are performed based on experimental results and compared with other systems. Experiments are performed for cold water flow rates at 300 l/h, 400 l/h, 500 l/h and 550 l/h and boiler water temperatures at 45 C, 50 C, 55 C and 60 C. In experiments a plate heat exchanger with counter current flow arrangement is used and measurements of cold and hot water inlet and outlet temperatures are used to calculate heat transfer rate, mean logarithmic temperature difference, UA values and effectiveness of exchanger and thermal performance of the system analyzed by using these values. According to calculated values, while heat transfer rate and logarithmic mean temperature difference increase by increase of boiler water temperature and cold water flow rate, exchanger effectiveness decreases. While exchangers UA value increases with increase of cold water flow rate, increases of boiler water temperature lead to decrease of this value. In addition to its many other advantages, in this study cost advantage of outdoor hot water treatment systems with heat exchanger are proved.