Bir Isıtma Cihazında Farklı Bileşenlerin Kullanım Suyu Konfor ve Verimliliğine Etkisinin İncelenmesi

Bir Isıtma Cihazında Farklı Bileşenlerin Kullanım Suyu Konfor ve Verimliliğine Etkisinin İncelenmesi

Ayşe Uğurcan Atmaca, Aytunç Erek, H. Murat Altay

Bu çalışmada kombi tipi ısıtma cihazları sıcak kullanım suyu sağlama fonksiyonu açısından incelenmiştir. Bilindiği üzere kombiler mahallerin ısınma ve sıcak kullanım suyu elde etme ihtiyaçlarının karşılanmasında kullanılan ve genel olarak doğal gazla çalışan cihazlardır. Yapılan araştırmalar sıcak kullanım suyu elde etmek için harcanılan enerjinin toplam enerji tüketiminde önemli bir payı olduğunu göstermiştir. Su ısıtma cihazları arasında yapılan genel sınıflandırma içerisinde verilen, gaz yakıtlı birleşik mahal/kullanım suyu ısıtma cihazları, sıcak kullanım suyu sağlama fonksiyonlarındaki farklılıklar göz önüne alınarak kendi içlerinde detaylı bir şekilde gruplara ayrılmıştır.

Bu çalışmada, söz konusu detaylı sınıflandırmanın kullanımı en yaygın alt gruplarından biri olarak standart kombiler incelenmiştir. Sıcak kullanım suyu sağlama fonksiyonu açısından tüm sistem parametreleri dikkate alınarak bir matematik model kurulmuştur. Kombide kullanım suyunu ısıtan devre suyunun ısıtıldığı birincil ısı değiştiricisi ve devre suyu tarafından kullanım suyunun ısıtıldığı ikincil ısı değiştiricisi termodinamik bağıntılar yardımıyla teorik olarak modellenmiştir. Matematik model kurulurken yanma gazları, devre suyu ve kullanım suyu sıcaklıklarının zamanla değişimini bulmak için bir boyutlu enerji denklemleri oluşturulmuştur. Bu denklemler; yanma gazları, devre suyu ve kullanım suyu için eş zamanlı olarak Matlab ortamında çözülerek kullanım suyu sıcaklığının kararsız bölgeden kararlı bölgeye geçişteki davranışı incelenmiştir. Ayrıca atık gaz ve suyun fiziksel özellikleri için Matlab içerisinde Cantera kullanılmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar iki farklı birincil ve ikincil ısı değiştiricisi eşleştirmesi kullanılarak yapılan deneylerin sonuçları ile kıyaslanmıştır.

Sonuç olarak doğal gazla çalışan standart bir kombide sıcak kullanım suyu elde etme açısından sistem davranışı, bileşenlerin değişen fiziksel özelliklerine ve farklı giriş koşullarına göre konfor ve verimlilik açısından incelenmiştir.