Kombi ısı değiştiricilerinin optimizasyonu

Abstract

Bireysel ısıtma sistemlerinde yaygın bir kullanımı olan kombilerde ana ısı değiştiricilerinin tasarımı kombilerin ısıl verimi, baca gazı sıcaklığı, çevresel parçaların yerleşimi ve ürünün servis edilebilirliği hususları için oldukça önemlidir. Kombilerdeki ısı değiştiricilerinin tasarımında en önemli etmenlerden biri de imalat metodunu etkileyen malzeme seçimidir. Bu tez çalışmasında kum kalıba döküm yoluyla AlSi10Mg malzemesi kullanılarak imal edilen bir yoğuşmalı kombi ısı değiştiricisi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda ürün standardında belirtilen test koşullarına uygun olarak tez kapsamında incelenmiş olan ısı değiştiricisinin kullanıldığı bir kombinin anma giriş gücü, anma çıkış gücü, faydalı verimi, baca gazı sıcaklığı ve emisyon ölçüm testleri 1.26 hava fazlalık katsayısı koşulunda yapılmıştır. Ayrıca ısı değiştiricisinin hava ve su tarafındaki basınç kayıpları ve ısı değiştiricisinin 80°C/60°C su sıcaklık rejiminde çalışması halindeki yüzey sıcaklıkları ölçülmüştür. Deneysel veriler referans alınarak sayısal çalışmaların başlangıç koşullarında kullanılacak değerler analitik olarak hesaplanmıştır. Sayısal analiz kısmında ise toplam yüksekliği ve ürün standardının belirlediği kriterlere uygun olarak et kalınlığı azaltılacak şekilde daha düşük ağırlıkta alternatif bir ısı değiştiricisi tasarımı üzerine çalışma yapılmıştır. Tez çalışması sonucunda referans model için oluşturulan sayısal modelin deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu görülmüştür. Bilgisayar ortamında tasarlanmış olan ve et kalınlığı ile toplam yüksekliğinin azaltılması yoluyla elde edilen daha düşük ağırlığa sahip diğer ısı değiştiricileri arasından mevcut ısı değiştiricisine alternatif olabilecek tasarımın 0.5 mm daha az et kalınlığına ve 26 mm daha az toplam yüksekliğe sahip olmasının uygun olacağı sonucuna varılmıştır.