tc süleyman demirel üniversitesi fen bilimleri enstitüsü plakalı ısı ...

T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
PLAKALI ISI EŞANJÖRLERİNİN ISITMA VE SOĞUTMA
UYGULAMALARI İÇİN OPTİMUM ÇALIŞMA
ŞARTLARININ ARAŞTIRILMASI
Bayram KILIÇ
Danışman: Yrd.Doç.Dr. Reşat SELBAŞ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
MAKİNE EĞİTİMİ ANABİLİM DALI
ISPARTA – 2008

Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğüne
Bu çalışma jürimiz tarafından MAKİNE EĞİTİMİ ANABİLİM DALI’nda oybirliği
ile YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir.
Başkan : Prof. Dr. Ali Kemal YAKUT
S.D.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü
Üye : Yrd. Doç. Dr. Reşat SELBAŞ
S.D.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü
Üye : Yrd. Doç. Dr. Arzu ŞENCAN
S.D.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü
ONAY
Bu tez 18 / 06 /2008 tarihinde yapılan tez savunma sınavı sonucunda, yukarıdaki jüri
üyeleri tarafından kabul edilmiştir.
/ / 2008
Prof.Dr. Fatma KOYUNCU
Enstitü Müdürü

İÇİNDEKİLER
i
Sayfa
İÇİNDEKİLER……………………………………………………………………….i
ÖZET………………………………………………………………………………...ii
ABSTRACT…………………………………………………………………………iii
TEŞEKKÜR………………………………………………………………………….iv
ŞEKİLLER DİZİNİ.………………………………………. ………………………....v
ÇİZELGELER DİZİNİ…………………………………………………………...…vii
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ........ ………………………………….viii
1. GİRİŞ………………………………………………………………………………1
1.1. Isı Eşanjörleri……………………………………………………………………3
1.2. Isı Eşanjörlerinin Sınıflandırılması………………………………………………4
1.3. Plakalı Isı Eşanjörleri…………………………………………………………….6
2.KAYNAK BİLGİSİ………………………………………………………………...8
3.MATERYAL VE YÖNTEM……………………………………………………..16
3.1. Plakalı Isı Eşanjörlerinin Termodinamik Analizi................................................16
3.2. Deneysel Sistem ve Elemanları…………………………………………………22
3.2.1. PIakalı Isı Eşanjörü…………………………………………………………...25
3.2.2. Sıcak Su Üretici Kazanı....................................................................................26
3.2.3. Sıcak Su Toplama Tankı……………………………………………………...27
3.2.4. Soğuk Su Toplama Tankı……………………………………………………..28
3.2.5. Kompresörlü Soğutma Grubu…………………………………………………28
4. BULGULAR VE TARTIŞMA…………………………………………………...29
5. SONUÇLAR……………………………………………………………………...51
6. KAYNAKLAR…………………………………………………………………...53
EKLER………………………………………………………………………………60
EK-1…………………………………………………………………………………61
EK-2…………………………………………………………………………………62
ÖZGEÇMİŞ................................................................................................................63

ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
PLAKALI ISI EŞANJÖRLERİNİN ISITMAVE SOĞUTMA
UYGULAMALARI İÇİN OPTİMUM ÇALIŞMA ŞARTLARININ
ARAŞTIRILMASI
Bayram KILIÇ
Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Makine Eğitimi Anabilim Dalı
Jüri: Prof. Dr.Ali Kemal YAKUT
Yrd. Doç. Dr. Arzu ŞENCAN
Yrd. Doç. Dr. Reşat SELBAŞ (Danışman)
Bu çalışmanın amacı, çeşitli uygulamalarda kullanılan plakalı ısı eşanjörlerinin farklı
debi ve sıcaklıklardaki performanslarını araştırmak ve dolayısıyla enerjiyi en etkin
biçimde kullanan ısı eşanjörü sisteminin yapısını oluşturmaktır. Bu amaçla, plakalı
ısı eşanjörü kullanılan bir ısıtma-soğutma sistemi tasarlanmıştır. Belirli debi ve
sıcaklık değerleri için plakalı ısı eşanjöründeki ısı transferleri hesaplanarak sistemin
optimum çalışma şartları tespit edilmiştir. Böylelikle optimum sistem yapısı içinde
ısı eşanjörlerinin performansları tespit edilerek en uygun debi ve sıcaklıklar
araştırılmıştır.
Isı eşanjöründe transfer edilen ısı miktarının düşmesi, ısı eşanjörünün performansının
düşmesine neden olur. Bu da ısı eşanjörü kullanan sistemde kapasite kaybı anlamına
gelmektedir. Bu maksatla kurulan deneysel ısı eşanjörü sisteminden elde edilen
veriler ve yapılan analizler sonucunda ısı eşanjörlerinde transfer edilen ısı miktarları
hesaplanarak ısı eşanjörlerinin performansları değerlendirilmiştir. Bunun yanında ısı
transferinin iyileştirilmesi için araştırmalar yapılmıştır. Isı transferinin iyileştirilmesi,
sistem boyutlarının uygun ölçülerde tutulmasına ve dolayısıyla sistem maliyetinin ve
işletme giderlerinin azaltılmasına olanak sağlar.
Bu çalışmada plakalı ısı eşanjörü kullanılan bir ısıtma-soğutma sistemi deneysel
olarak tasarlanmış ve imal edilmiştir. Deneysel sistemdeki plakalı ısı eşanjörü, farklı
sıcaklık ve debi değerlerinde analizlere tabi tutulmuştur. Tüm analizler dört farklı
çalışma durumu için yapılmıştır. Farklı çalışma durumlarında eşanjörde dolaşan
akışkanların optimum sıcaklıkları, debileri belirlenmiştir. Ayrıca sistemin 2. yasa ve
ANSYS bilgisayar programı ile analizleri yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Plakalı Isı Eşanjörü, Enerji, Isıtma, Soğutma, Termodinamik
Analiz.
2008, 63 sayfa
ii

ABSTRACT
M.Sc. Thesis
INVESTIGATION OF OPTIMUM OPERATING CONDITIONS OF PLATE
HEAT EXCHANGER FOR HEATING AND COOLING APPLICATIONS
Bayram KILIÇ
Süleyman Demirel University Graduate School of Applied and Natural Sciences
Mechanical Department
Thesis Committee: Prof. Dr. Ali Kemal YAKUT
Asst. Prof. Dr. Arzu ŞENCAN
Asst. Prof. Dr. Reşat SELBAŞ (Supervisor)
Aim of this study, to investigate the performance in the different temperature and
flow rate of plate heat exchangers used in the various applications and so carry out
heat exchanger system in the ways of decreasing energy consumption of the various
systems. For this, heating-cooling system was designed with plate heat exchanger.
Optimum working conditions of the system were determined by calculate heat
transfer rate in the plate heat exchanger for the specified flow rate and temperature.
So by determined optimum system structure, the best flow rate and temperature was
investigated.
The decreasing of the transferred heat amount from the heat exchangers causes
decreasing of heat exchanger performance. This means capacity decrease in the
system. Heat transfer rates were calculated with obtained data from experimental
heat exchanger system with this aim. So the performance of heat exchangers was
evaluated. Furthermore, investigations were made for the system performance
improvement. Improvement of the heat transfer mean optimum system dimension
and less system costs and less operating costs.
In this study, experimentally heating-cooling system used plate heat exchanger was
designed and constructed. Analysis of experimental plate heat exchanger in the
different temperature and flow rate values were carried out. All analysis was
performed for four different operating conditions. Optimum temperature and flow
rate of circulating fluids in the heat exchanger were determined for different
operating conditions. Furthermore, second law and ANSYS computer program
analysis of the system were carried out.
Key Words: Plate Heat Exchanger, Energy, Heating, Cooling, Thermodynamic
Analysis.
2008, 63 pages
iii

TEŞEKKÜR
Bu tez çalışmamın yapılmasında her türlü yardımlarını esirgemeyen, çalışmalarımda
bana daima yol gösteren, engin bilgi ve tecrübelerinden yaralandığım değerli
Danışman Hocam Yrd. Doç. Dr. Reşat SELBAŞ’a teşekkürlerimi sunarım.
Çalışmalarım esnasında yardımlarını esirgemeyen Yrd. Doç. Dr. Arzu ŞENCAN’a,
deneysel çalışmalarım esnasında çok yardımlarını gördüğüm Yrd. Doç. Dr. Arif
Emre ÖZGÜR’e ve Arş. Gör. Ahmet KABUL’e teşekkürlerimi sunarım.
107M004 No’lu Proje ile tezimi maddi olarak destekleyen Tübitak Hızlı Destek
Programı’na teşekkür ederim
Ayrıca bugünlere gelmemde büyük emeği geçen başta ailem olmak üzere bütün
hocalarıma saygı ve teşekkürlerimi sunarım.
iv
Bayram KILIÇ
ISPARTA, 2008

ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 1.1. Plakalı ısı eşanjörünün yapısı……………………………………………..6
Şekil 3.1. Paralel akışlı ısı eşanjöründe sıcaklık dağılımı…………………………..18
Şekil 3.2. Ters akışlı ısı eşanjöründe sıcaklık dağılımı…….……………………….18
Şekil 3.3. Akışların karışmadığı iki akışlı ısı eşanjörü…….………………………..20
Şekil 3.4. Deney cihazı…………………………………….………………………..23
Şekil 3.5. Deney cihazının şematik gösterimi (Karşıdan görünüş)….……………...24
Şekil 3.6. Deney cihazının şematik gösterimi (Üstten görünüş)....………………...24
Şekil 3.7.a. Plakalı ısı eşanjörü……………………………………………………..25
Şekil 3.7.b. Plakalı ısı eşanjörü……………………………………………………..26
Şekil 3.7.c. Plakalı ısı eşanjörü…………………….………………………………..26
Şekil 3.8. Sıcak su üretici kazanı…………………………………………………...26
Şekil 3.9. Sıcak su toplama tankı……………………………………………………27
Şekil 3.10. Soğuk su toplama tankı…………………..……………………………..28
Şekil 3.11. Kompresörlü soğutma grubu……………………..……………………..28
Şekil 4.1. Plakalı ısı eşanjörüne giren ve çıkan akışkan
sıcaklıkları ( .
V =0,67 m 3 /h için)…………………………………………..29
Şekil 4.2. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık
farkı değişimi ( .
V =0,67 m 3 /h için)………………………………………..30
Şekil 4.3.. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık
farkı değişimi ( .
V =0,95 m 3 /h için)…………………………………….....31
Şekil 4.4. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık
farkı değişimi ( .
V =1,16 m 3 /h için)………………………………………31
Şekil 4.5. Plakalı ısı eşanjörüne giren ve çıkan akışkan sıcaklıkları
( .
V =1,05 m 3 /hiçin)………………………………………………………32
Şekil 4.6. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık
farkı değişimi ( .
V =1,05 m 3 /h için)………………………………………33
Şekil 4.7. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık
farkı değişimi ( .
V =1,13 m 3 /h için)……………………………………….33
v

Şekil 4.8. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık
farkı değişimi ( .
V =1,15 m 3 /h için)……………………………………….34
Şekil 4.9. Farklı debi değerlerinde sıcak su giriş sıcaklığıyla
ısı transfer miktarının değişimi……………………………………………35
Şekil 4.10. Farklı debi değerlerinde soğuk su giriş sıcaklığıyla
ısı transfer miktarının değişimi…………………………………………...36
Şekil 4.11 Sıcak su giriş sıcaklıklarına bağlı olarak etkenlik
değişimleri………………………………………………………………...36
Şekil 4.12. NTU sayısı ve etkenlik değişimi………………………………………..37
Şekil 4.13. Sıcaklık farkı değerlerine bağlı olarak ısı transferi ve
entropi üretimi (soğutma amaçlı ve kapalı sistem)………………………44
Şekil 4.14. Sıcaklık farkı değerlerine bağlı olarak ısı transferi ve
entropi üretimi (soğutma amaçlı ve açık sistem)………………………...45
Şekil 4.15. Teorik olarak elde edilen sıcaklık dağılımları……………………….....45
Şekil 4.16. Teorik olarak elde edilen eksenel sıcaklık dağılımları ………………...46
Şekil 4.17. Teorik olarak elde edilen ısı akısı dağılımları………………………….47
Şekil 4.18. Teorik olarak elde edilen sıcaklık gradyanları………………………....47
Şekil 4.19. Deneysel olarak elde edilen sıcaklık dağılımları……………………….48
Şekil 4.20 Deneysel olarak elde edilen eksenel sıcaklık dağılımları………………48
Şekil 4.21. Deneysel olarak elde edilen ısı akısı dağılımları……………………….49
Şekil 4.22. Deneysel olarak elde edilen sıcaklık gradyanları………………………50
vi

ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 1.1. Plakalı ısı eşanjörünün özellikleri..…………………………………...25
Çizelge 4.1. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri ( .
V =0,67 m 3 /h için)……………………………….38
Çizelge 4.2. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri ( .
V =0,95 m 3 /h için)………………………………39
Çizelge 4.3. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri ( .
V =1,16 m 3 /h için)……………………………….40
Çizelge 4.4. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri ( .
V =1,05 m 3 /h için)……………………………….41
Çizelge 4.5. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri ( .
V =1,13 m 3 /h için)……………………………….42
Çizelge 4.6. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri ( .
V =1,15 m 3 /h için)…………………………..........43
vii

Q Isı değiştiricide geçen ısı
K Toplam ısı geçiş katsayısı
A Isı geçiş yüzeyi
SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ
∆tm Ortalama logaritmik sıcaklık farkı
i Entalpi
.
V Akışkan kütlesel debisi
cp Özgül ısı
t Sıcaklık
C Akışkan ısıl kapasitesi
r Gizli buharlaşma ısısı
Rf Kirlilik faktörü
Rt Temas direnci
h Isı taşınım katsayısı
δ Yüzey et kalınlığı
k Isı iletim katsayısı
ε Isı değiştirici etkinliği
Nu Nusselt sayısı
Pr Prandtl sayısı
viii

1. GİRİŞ
Mühendislik uygulamalarının en önemli ve en çok karşılaşılan işlemlerinden birisi,
farklı sıcaklıklardaki iki veya daha fazla akışkan arasındaki ısı değişimidir. Bu
değişimin yapıldığı cihazlar genelde ısı değiştirici olarak adlandırılmakta olup,
pratikte termik santrallerde, kimya endüstrilerinde, ısıtma, iklimlendirme, soğutma
tesisatlarında, taşıtlarda, elektronik cihazlarda, alternatif enerji kaynaklarının
kullanımında, ısı depolanması vb. bir çok yerde bulunabilmektedir. Uygulama
alanlarına örnekler olmak üzere, bir su borulu buhar kazanında, bir mekanik soğutma
devresinde, bir iklimlendirme tesisatının çeşitli kademelerinde, bilgisayar
işlemcisinin soğutulmasında kullanılabilen ısı değiştirici tipleri vardır. Verilen bu
örneklerden anlaşılabileceği gibi pratikte çeşitli yerlerde kullanılan bu ısı
değiştiricileri kullanım gayelerine göre değişik konstrüksiyonlarda, kapasitelerde,
boyutlarda ve tiplerde olabilmektedirler.
Isı değiştiricileri endüstrinin en önemli ısı tekniği cihazları olup bunlar buharlaştırıcı,
yoğuşturucu, ısıtıcı, soğutucu gibi değişik adlar altında kimya, petrokimya
endüstrilerinin, termik santrallerinin, soğutma, ısıtma ve iklimlendirme tesislerinin
hemen her kademesinde değişik tip ve kapasitelerde görülebilir. Makine ve kimya
mühendisliği eğitimi açısından bakıldığında ısı değiştiricileri bu mühendislik
kollarının temel konuları olan, malzeme, mukavemet, termodinamik ve ısı geçişi
bilim dallarının hepsini birden aynı anda içeren bu bilim dalına ait çok iyi bir
uygulamadır. Anlaşılabileceği gibi ısı değiştiriciler günlük hayatımızda her zaman
kullanılan bir yapıdır. Bu yüzden tasarımı yapılırken en ince ayrıntısına kadar
teorisine uyulmalı ve ilgili programlar kullanılarak doğruya en yakın analiz sonuçları
elde edilmeli ve tasarımların daha iyi olması için çalışılmalıdır.
Isı değiştiricilerde transfer edilen ısı miktarının düşmesi ısı değiştiricinin
performansının düşmesine neden olur. Bu da ısı değiştiricisi kullanan sistemde
kapasite kaybı anlamına gelmektedir. Isı transferinin iyileştirilmesi, sistem
boyutlarının uygun ölçülerde tutulmasına ve dolayısıyla sistem maliyetinin ve işletme
giderlerinin azaltılmasına olanak sağlar.
1

Bu çalışmada da kullanılan plakalı ısı değiştiricilerinde esas ısı geçişinin olduğu
yüzeyler genelde ince metal levhalardan yapılır. Bu metal yüzeyler düz veya dalgalı
biçimde olabilirler. Contalı plakalı, spiral plakalı ve lamelli olmak üzere üç grupta
incelenebilirler. Isıtma, soğutma ve havalandırma uygulamaları, ihtiyaç duydukları
yüksek verimliliğe, ekonomikliğe ve kompakt tasarıma plakalı ısı değiştiriciler
sayesinde ulaşırlar. Borulu tip ısı değiştiricilerinin plakalı ısı değiştiricileri ile günden
güne değiştirilmesiyle plakalı ısı değiştiriciler tüm sektörde hızlıca artan bir pazar
payına sahip olmuştur. Çeşitli boyutlardaki ve malzemelerdeki plakaların geniş
seçim aralığı, plakalı ısı değiştiricilerine üstün bir esneklik sağlar. Bu esneklik birçok
termal proseste plakalı ısı değiştiricilerine büyük avantaj sağlar.
Bu çalışma için kurulan plakalı ısı değiştirici sistemi ile plakalı ısı değiştiricide farklı
debi, sıcaklık ve sistem parametrelerinde çalışmalarına ilişkin literatür eksikliği olan
veriler elde edilerek enerji tasarrufu sağlanması ve optimum sistem yapısının
oluşturulması için analizler yapılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar farklı debi
ve sıcaklık değerlerinde plakalı ısı değiştiricili sistemlerin performansları açısından bir
referans olacaktır. Elde edilen verilerin bilgisayar tabanlı algoritmalar olan akıllı
sistemler ile modellenmesiyle literatüre kaynak eksikliğinin giderilmesinde büyük
katkı sağlayacaktır.
Bu tür bir çalışma ile ısı değiştiricilerinin kullanıldığı sistemlerde değişken sistem
parametrelerine göre en uygun ayarlamalar yapılarak enerjinin optimum olarak
kullanılması amaçlanmıştır. Sistemin deneysel sonuçları ısı değiştiricide dolaşan
akışkanların giriş-çıkış sıcaklıkları, basınçları, debileri ve optimum ısı değiştirici
boyutları gibi sistem parametreleri açısından değerlendirilmiştir. Bununla beraber
akışkan sıcaklığındaki değişimler sonucu sistemin enerji maliyetleri hesaplanarak
değişken sıcaklıklardaki enerji tasarrufu belirlenmiştir. Bunların yanında sistem
performansındaki değişikliklerin incelenmesi açısından ekserji analizi de yapılmıştır.
2

Bu çalışmada plakalı ısı değiştiricisi kullanılmıştır. İlk işlem olarak plakalı ısı
değiştirici sisteminin belirli debi ve sıcaklık değerleri açısından, ANSYS bilgisayar
analiz programı ile teorik olarak boyutlandırılması ve değişken sistem parametreleri
göz önüne alınarak termodinamik analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, tablolar
ve grafikler halinde verilmiştir.
Çalışmanın diğer kısmında oluşturulan teorik model yardımıyla plakalı ısı değiştirici
sisteminin deney düzeneği kurulmuştur. Kurulan deney düzeneği her bir debi ve
sıcaklık değeri için çalıştırılarak sistem rejime geldikten sonra doğru sonuçlar
alabilmek için belirlenen farklı noktalardan çok sayıda ölçüm yapılmıştır. Her bir debi
ve sıcaklık değerinin kullanılmasıyla sistemden alınan verilerin uygun bir şekilde
değerlendirilebilmesi için sistem elemanlarının boyutları tüm deneyde sabit
tutulmuştur. Kurulan plakalı ısı değiştirici sisteminde sıcaklık ve debinin
değiştirilmesiyle sistem performansı incelenmiştir. Sıcaklıklar termostatlı bir ısıtıcı ile
yapılmıştır. Gerekli veriler alındıktan sonra plakalı ısı değiştiricisinde dolaşan
akışkanların debileri, giriş-çıkış sıcaklıkları, basınç değerleri, ısı transfer miktarları,
performans değerleri vb. parametreler dikkate alınarak sistemin performans analizi
yapılmıştır.
Elde edilen deneysel ve teorik sonuçlar kullanılarak sistem, termodinamiğin birinci ve
ikinci kanunu analizine tabi tutulmuştur. Deneysel çalışma ve bilgisayar ortamında
yapılan teorik sistemin karşılaştırılması yapılarak tersinmezlikler belirlenmiştir.
Tersinmezliklerin belirlenmesi ile kayıpların en çok hangi kısımda olduğu tespit
edilerek bu kayıpların azaltılması için çözüm önerileri sunulmuştur.
1.1. Isı Eşanjörleri
Farklı sıcaklıkta ve birbirinden katı bir cidarla ayrılan iki veya daha fazla akışkan
arasındaki ısı geçişi, birçok mühendislik uygulamasında önem taşır. Bu tür bir ısı
geçişini gerçekleştirmek için kullanılan cihaz, ısı eşanjörü olarak adlandırılır ve
hacim ısıtmasında, iklimlendirme tesislerinde, termik santrallerde, atık ısının geri
kazanılmasında ve kimyasal işlemlerde uygulama alanı bulur.
3

Isı değiştiricisinin içinde yoğuşma ve buharlaşma gibi bir faz değişimi yoksa bunlara
duyulur ısı değiştiricisi, içinde faz değişimi olanlara ise gizli ısı değiştiricisi adı
verilir.
Isı değiştiricilerinde akışkanlar birbirleriyle karıştırılmadan ısı geçişinin doğrudan
yapıldığı, genelde metal malzeme olan katı bir yüzeyle birbirinden ayrılıyorsa bu tip
ısı değiştiricisine yüzeyli veya reküparatif ısı değiştiricisi denir.
Isı geçişi doğrudan olmayıp ısı önce sıcak akışkan tarafından döner veya sabit bir
dolgu maddesine verilerek depo edilir ve daha sonra bu dolgu maddesindeki ısı
soğuk akışkana verilirse, bu tip ısı değiştiricisine dolgu maddeli veya rejeneratif ısı
değiştiricisi denir.
1.2. Isı Eşanjörlerinin Sınıflandırılması
1. Isı değişim şekline göre sınıflama;
a) Akışkanların doğrudan temaslı olduğu ısı değiştiriciler
b) Akışkanlar arasında doğrudan temasın olmadığı ısı değiştiriciler
2. Isı geçiş yüzeyinin ısı geçiş hacmine oranına göre sınıflama (kompaktlık);
a) Kompakt olmayan ısı değiştiriciler
b) Kompakt ısı değiştiriciler
3. Akışkan sayısına göre sınıflama;
a) İki akışkanlı ısı değiştiriciler
b) Üç akışkanlı ısı değiştiriciler
c) n adet akışkanlı ısı değiştiriciler
4. Isı geçişi mekanizmasına göre sınıflama;
a) İki tarafta da tek fazlı akış olan ısı değiştiriciler
b) Bir tarafta tek fazlı, diğer tarafta çift fazlı akış olan ısı değiştiriciler
4

c) İki tarafta da çift fazlı akış olan ısı değiştiriciler
d) Taşınımla ve ışınımla ısı geçişi olan ısı değiştiriciler
5. Konstrüksiyon özelliklerine göre sınıflama;
5.1. Borulu ısı değiştiricileri
a) Düz borulu ısı değiştiriciler
b) Spiral borulu ısı değiştiriciler
c) Gövde borulu ısı değiştiriciler
5.2. Levhalı ısı değiştiricileri
a) Contalı levhalı ısı değiştiricileri
b) Spiral levhalı ısı değiştiricileri
c) Lamelli ısı değiştiricileri
5.3. Kanatlı yüzeyli ısı değiştiricileri
a) Levhalı kanatlı ısı değiştiriciler
b) Borulu kanatlı ısı değiştiriciler
5.4. Rejeneratif ısı değiştiriciler
a) Sabit dolgu maddeli rejeneratörler
b) Döner dolgu maddeli rejeneratörler
5.5. Karıştırmalı kaplar
6. Akıma göre sınıflama;
6.1 Tek geçişli ısı değiştiriciler
a) Paralel akımlı ısı değiştiriciler
b) Ters akımlı ısı değiştiriciler
c) Çapraz akımlı ısı değiştiriciler
6.2.Çok geçişli ısı değiştiriciler
a) Çapraz – ters ve çapraz – paralel akımlı ısı değiştiriciler
5

) Çok geçişli gövde – borulu ısı değiştiriciler
c) n adet paralel levha geçişli ısı değiştiriciler
1.3. Plakalı Isı Eşanjörleri
Plakalı ısı eşanjörlerinde esas ısı geçişinin olduğu yüzeyler genelde ince metal
levhalardan yapılır. Bu metal yüzeyler düz veya dalgalı biçimde olabilirler.
Genellikle gövde-borulu tip ısı eşanjörlerine göre daha yüksek toplam ısı transfer
katsayısına sahiptirler. Şekil 1’de plakalı bir ısı eşanjörünün yapısı görülmektedir
(Reppich, 1999).
Şekil 1.1. Plakalı ısı eşanjörünün yapısı.
1. Sabit baskı plakası – Ön gövde
2. Başlangıç plakası
3. Plaka
4. Son plaka
5. Hareketli baskı plakası – Arka gövde
6. Üst taşıma kolonu
6

7. Alt taşıma kolonu
8. Destek kolonu
9. Burulmaya karşı gergin vida koruması
10. Bağlantı
Plakalı ısı eşanjörleri; contalı plakalı, spiral plakalı ve lamelli olmak üzere üç grupta
incelenebilirler (Genceli, 1999):
a) Contalı plakalı ısı eşanjörleri; Contalı plakalı ısı eşanjörleri ince metal plakaların
bir çerçeve içerisine sıkıştırılarak paket haline getirilmesi suretiyle yapılırlar. Her bir
metal plakanın dört tarafında akışkanların geçebilmesi için delikler vardır. Plakalar
birleştirilip paket yapılırken uygun contalar kullanılarak akışkanların birbirine
karışması ve dışarıya sızıntı yapması önlenir. Plakalar arasındaki boşluklardan sıcak
ve soğuk akışkanlar birbirine karışmadan akarlar. Rijitlik sağlamak, plakalar
arasındaki mesafeyi sabitleştirmek ve ısı transferini iyileştirmek için plakalar dalgalı
şekilde yapılırlar.
b) Spiral plakalı ısı eşanjörleri; Isı transfer yüzeylerinin plakalardan oluştuğu,
silindirik borulardan oluşmadığı plakalı tip ısı eşanjörleridir. Spiral plakalı ısı
eşanjörleri 150-1800 mm genişliğindeki uzun ince iki metal plakanın her biri bir
akışkan için olmak üzere iki spiral, paralel kenar oluşturacak şekilde spiral şeklinde
sarılması ile elde edilir. İki plaka arasına konulan sapmalar ile düzgün bir aralık
sağlanabilir. Plakaların iki tarafı contalı kapaklar ile kapatılır. Çeşitli akış
konfigürasyonları mümkündür ve akış konfigürasyonlarına göre değişik tip spiral ısı
eşanjörü imal edilebilmektedir.
c) Lamelli ısı eşanjörleri; Bir gövde içine yerleştirilmiş borulardan (lameller)
yapılmış bir demetin yerleştirilmesi ile elde edilir. Lameller genellikle nokta veya
elektrikli dikiş kaynağı ile birbirine tutturulur. Akışkanlardan birisi lamelli boruların
içinden akarken diğer akışkan lamellerin arasından akar. Gövde içinde şaşırtma
levhaları yoktur. Akış tek geçişli olup aynı yönlü veya karşıt akışlı düzenleme
kullanılabilir.
7

2.KAYNAK BİLGİSİ
Alefeld vd. (1997) su-lityum bromür gibi absorbsiyonlu soğutma grubu
uygulamalarında kullanılan su ve hidroksit akışkan çiftinin bazı termofiziksel
özellikleri üzerinde çalışmışlardır. Laboratuarlarında 45 KW ısıtma kapasitesinde çift
etkili absorbsiyonlu ısı pompası dizayn etmişlerdir ve bu sistem üzerinde testler
yapmışlardır. Test sonuçlarını çalışmaları sonunda vermişlerdir.
Reppich (1999) kimya ve benzeri endüstri uygulamalarında kullanılan ısı
eşanjörlerinin düşük akış hızı ve yüksek türbülans şartları altında plakalar arasındaki
kanal akışını karakterize etmişlerdir.
Lee vd. (2000) plakalı ısı eşanjörlerinin kanallarının optimal şekillendirilmesi ve
düzenlenmesi üzerine çalışmışlardır. Bu çalışmada mesafe (L), hacim (V), açı (β) ve
eğim (G) olmak üzere dört adet boyutsuz geometrik parametre kullanmışlardır. 500-
1500 arasında reynold sayısını kullanarak L=0.272 , V=0.106 , β=0.44 , G=0.195
olarak belirlenmiştir. Plakalı ısı eşanjörlerinde ki basınç düşümü ve ısı transfer
özelliklerini incelemişlerdir.
Bansal vd. (2000) iki farlı plakalı ısı eşanjör geometrisi için kalsiyumsülfat
birikintisini incelemişlerdir. Bu çalışmada akış hızı, hacim ve yüzey sıcaklığı olmak
üzere üç adet parametre üzerinde durmuşlardır. Akışkan düzenindeki eğilim ile plaka
dizaynı arasında güçlü bir ilişkinin olduğunu belirlemişlerdir.
Bejan vd. (2000) karşıt akışlı ısı eşanjörlerinin yapısal özelliklerinin termodinamik
optimizasyon ile belirlenmesi üzerine çalışmışlardır. Isı eşanjörünün dizaynının iki
kanal arasındaki boşluk oranı, iki akış arasındaki toplam ısı transfer alanı ve iki
akışın kapasite oranı ile optimize edilebileceğini göstermişlerdir. Ayrıca geometrik
özellikleri optimize ederek entropi üretim oranını hesaplamışlardır.
Saman vd. (2001) evoparatif soğutucularda ve sıvı kurutucu absorber de kullanılan
karşıt akışlı plakalı ısı eşanjörlerinin performans analizini yapmışlardır. Isı ve kütle
8

transfer alanı ile primer ve sekonder hava kütlesi akış oranı arasında güçlü bir bağ
olduğunu belirlemişlerdir.
Würfel vd. (2002) plakalı ısı eşanjörlerinin plaka olukları arasındaki yoğuşmayı
buhar-sıvı ve n-heptane kullanarak deneysel olarak araştırmışlardır. Deneysel
parametreler olarak çeşitli buhar fazlarındaki yükleri ve sızdırma plaka türlerini
kullanmışlardır. Sonuç olarak ısı transfer katsayısı ve basınç düşümü ile tam
yoğuşma durumu arasında bir ilişki kurmuşlardır. Faz yüklerinin asıl etkisi kadar
aynı zamanda oluk eğim açısının da iki fazlı akışlı sistemde önemli olduğunu
gözlemlemişlerdir.
Hazarika vd. (2002) süt üretim uygulamaları sırasında kullanılan plakalı ısı
eşanjörlerinde, iki oluklu plaka için iki ve üç boyutlu akışkan hareketi
hesaplamalarını (CFD) kullanarak akışı detaylı olarak hesaplamışlardır. Akışkan
hareketi hesaplamalarının (CFD) optimum plakalı ısı eşanjörü dizaynı için değerli bir
yardımcı olduğunu belirlemişlerdir.
Wang vd. (2002) klasik plakalı ısı eşanjörü dizayn metodları olan NTU veya temel
logaritmik sıcaklık farkı metodundan farklı olan basınç düşümü ayrıntıları olmayan
optimum plakalı ısı eşanjörü dizaynı metodu üzerinde çalışmışlardır. Kullandıkları
metodun iki akışlı sistemler için basınç düşümü değerlerini, yapılması uygun
optimize değerler olarak garanti ettiğini belirlemişlerdir. Buna ek olarak çoğu ortak
ısı eşanjör tipi için oluk açısını da belirlemişlerdir.
Gut vd. (2003) genelleşmiş bir contalı plakalı ısı eşanjörünü algoritmik formda
matematiksel olarak simüle ederek geliştirmişlerdir. Konfigürasyonu kanal sayısı,
akışkan geçiş sayısı, besleme bağlantı yeri ve akışkan geçiş tipi olarak
belirlemişlerdir. Bu modeli oluşturarak konfigürasyonun plakalı ısı eşanjörü
üzerindeki etkilerini ve optimum ısı eşanjörü dizaynını belirlemeyi amaçlamışlardır.
Simülasyonun sonucunda bütün kanalların sıcaklık grafiklerini, ısıl etkinliklerini,
toplam ısı transfer katsayısını ve basınç düşümlerini bulmuşlardır ve toplam ısı
transfer katsayısının analizini yapmışlardır.
9

Zhu vd. (2003) jeotermal ısıtma sistemlerinde kullanılan plakalı ısı eşanjörlerinin
optimum akış oranı ve optimum dizaynı üzerinde çalışmışlardır. Çalışmalarında
uygulama teknolojisi, ekonomi ve bilgisayar programı yardımıyla optimum dizayn
ve akış oranını belirlemişlerdir. Ayrıca plakalı ısı eşanjörlerinin nasıl seçildiğini
örneklemişlerdir.
Lottin vd. (2003) buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde evaporatör ve kondenserin
işleyişini araştırmışlardır. Yapılan prototipte soğutucu akışkan olarak HFC R410 A
ve sentetik polyester (POE) kullanmışlardır. Sistem yüküne bağlı olarak akışkan
miktarındaki artışın, soğutucu akışkan karışımının davranışındaki değişimi
incelemişlerdir. Bunun yanında sistemdeki mevcut akışkanla ısı eşanjörünün
performansı arasındaki ilişki araştırılmıştır. Plakalı evaporatör seçiminde soğutucu
akışkanla ısı iletim katsayısının birbirleriyle ilişkili olduğunu bulmuşlardır.
Uçar vd. (2004) dört farklı iklimin görüldüğü Türkiye de güneş enerjili merkezi
ısıtma sisteminin ısıl performansını ve ekonomik olarak yapılabilirliğini
araştırmışlardır. Kollektör alanının ve güneş depolama miktarının ısıl performans ve
maliyet üzerindeki etkilerini araştırmışlardır. Bunun için ANSYS bilgisayar
programını kullanarak plakalı güneş kolektörü, ısı pompası ve depo
modellemişlerdir. Bu modeller üzerinde Trabzon için en düşük değer olan 41 o N ve
Adana için en yüksek değer olan 37 o N kullanmışlardır. Türkiye için bu tür bir
sistemin yaklaşık 25-35 yıl içinde geri dönüşümünün olduğunu bulmuşlardır.
Matsushima vd. (2004) soğutma akışkanı olarak su kullanan soğutma gruplarında
kullanılan, plaka yüzeylerini sarmal boruyla saran yeni tip plakalı ısı eşanjörlerinin
evoporasyon performansı üzerinde çalışmışlardır. Çalışmaları sonunda plakaları
sarmal olarak saran boruların suyla temas eden kısımlarındaki ısı transferi ve basınç
düşümlerinin soğutkan tarafındaki basınç düşümüyle karşılıklı ilişki içinde
olduklarını belirlemişlerdir.
Srihari vd. (2004) akıştaki kötü dağılımın etkilerini göz önünde bulundurarak plakalı
ısı eşanjörlerinin göstermiş olduğu tepkiyi araştırmışlardır. Akışkan dağılımındaki
10

eşitsizliğin, kanaldan kanala olan akışın hızındaki çeşitliliğe ve bu yüzden de ısı
transfer katsayısındaki değişmelere neden olduğunu belirlemişlerdir.
Zubair vd. (2004) plakalı ısı eşanjörlerinde ısıl ve ekonomik performansı
incelemişlerdir. Bunun için çelik malzemeden yapılmış ısı eşanjörü kullanmışlardır.
Çalışmaları sonucunda sistemin işleyişi ve bakımı sırasında sıcaklık ve hizmet
zamanı arasında güçlü bir ilişkinin olduğunu belirlemişlerdir.
Pinto vd. (2004) plakalı ısı eşanjörlerinde optimum konfigürasyon dizaynı üzerine
çalışmışlardır. Isı transfer alanı, kanal sayısı, basınç düşümü, akış hızı, ısıl etkinlik,
ısıl ve hidrolik model olmak üzere altı adet parametre belirlemişlerdir. Optimum
konfigürasyon özelliklerini başarıyla tespit etmişlerdir. Çalışmaları sonucunda
istenen değerlere basınç düşümü ve hız için yaklaşık %5, ısıl durum için %1
oranında sapmayla yaklaşmışlardır.
Franco vd. (2004) plakalı-kanatlı ısı eşanjörü, karşı akışlı ısı eşanjörü ve kompak ısı
eşanjörlerini kullanarak analizler yapmışlardır. Kompak ısı eşanjörü kullanarak
küçük boyutta bir buharlı ısı geri kazanım sistemi dizayn etmişlerdir. 1.5 MW basınç
altında test ettikleri buharlı ısı geri kazanım sisteminin genel dizayn metodları ile
ilgili olarak performansında artış olduğunu göstermişlerdir.
Kargıcı vd. (2004) ısı değiştiricilerin optimal dizaynı üzerinde çalışmışlardır.
Optimum dizayn probleminde aşırı iniş metodunu kullanmışlardır. Optimum çözüm
için tüp içindeki ısı transfer katsayısı, tüp dışındaki ısı transfer katsayısı, sıcaklık
farkı ve tüp dışındaki ısı transfer alanının önemini belirlemişlerdir. Bu araçların
optimum dizayn için çok önemli olduğunu ve enerji endüstrisi için beklenen yararı
sağlayacağını belirlemişlerdir.
Park vd. (2005) ilerleyen çeyrek cevaplı yüzey metodunun (PQRSM) biri olan dizi
yaklaşımlı optimizasyon (SAO) algoritmalarını kullanarak ısı eşanjörlerinin optimal
dizaynı üzerine çalışmışlardır. İlerleyen çeyrek cevaplı yüzey metodundan (PQRSM)
11

aldıkları değerleri ve sonuçları dizisel çeyrek programlama (SQP) metodundan
aldıkları bilgilerle karşılaştırmışlardır.
Riverol vd. (2005) plakalı ısı eşanjörlerinde yapay sinir ağlarını kullanarak kritik
zaman, ortalama ısı transfer katsayısı ve tabaka kalınlığını tahmin etmeye
çalışmışlardır. Çalışmalarının sonucunda buldukları sonuçların şu anki endüstri
uygulama teknikleri için uygun olduklarını belirlemişlerdir.
Kuo vd. (2005) plakalı ısı eşanjörlerinde akışkan olarak alternatif soğutucu akışkan
olan R-410 A kullanarak yoğuşma sırasındaki ısı transferini ve basınç düşümünü
deneysel olarak araştırmışlardır. Deneylerinde üç plakadan oluşan karşıt akışlı, plaka
oluk açısı 60 0 olan plakalı ısı eşanjörü kullanmışlardır. Çalışmaları sonucunda R-410
A’ nın yoğuşması sırasında buhar kalitesine bağlı olarak ısı transfer katsayısının ve
basınç düşümünün hemen hemen lineer olarak arttığını belirlemişlerdir. Ayrıca iki
fazlı akış için kaynama noktası ve ona karşılık gelen reynold sayısı ile sürtünme
faktörü arasında bir ilişkilendirme yapmışlardır.
Kim vd. (2005) deneysel bilgilerden sağladıkları verilerle optimum düz plakalı
kanatlı boru tipi ısı eşanjörlerinin dizaynındaki kanat eğimleri üzerine çalışmışlardır.
Çalışmalarında yirmi iki adet ısı eşanjörünün farklı kanat eğimi, boru sıra sayısı ve
boru hizasını test etmişlerdir. Çalışmaları sonucunda boruları basamak şeklinde
hizaya getirmenin ısı transfer performansının, boruları sıralı hizaya getirmeden %10
daha fazla verim sağladığını bulmuşlardır.
Galeazzo vd. (2006) düz plakalardan oluşan, dört kanallı plakalı ısı eşanjöründen
sanal bir prototip geliştirmişlerdir ve bunu akışkan hareketlerini hesaplamada
kullanmışlardır. Paralel ve seri akış düzenlemelerine göre testler yapılmış ve buradan
elde edilen sayısal öngörüler üç boyutlu prototipten elde edilen sonuçlarla
karşılaştırılmıştır.
Ciofolo vd. (2006) plakalı ısı eşanjörlerinde ki boyuna ısı iletiminin lokal etkileri
üzerinde çalışmışlardır. Çalışmalarında plakalı ısı eşanjörlerinin boyutlandırılması
12

üzerinde durmuşlardır ve boyutlandırmanın ısı eşanjörünün performansı ve etkinliği
üzerindeki etkilerini araştırmışlardır.
Atmaca vd. (2006) eş merkezli, iç içe borulu ısı değiştiricisinde sıcak akışkan ve
soğuk akışkan tarafında ısı taşınım katsayıları ve toplam ısı transfer katsayısını
deneysel olarak bulmuşlardır ve aynı yönlü paralel akış ve zıt yönlü paralel akışlı ısı
değiştirici tiplerini birbirleriyle karşılaştırmışlardır. Deneylerini türbülanslı akış
şartlarında 19000 < Re < 34000 değerlerinde yapmışlardır. Deneyde sıcak ve soğuk
akışkan olarak su kullanmışlardır. Deneyleri sonucunda Re sayısının, Nu sayısına ve
basınç kayıp katsayısına göre değişimlerini vermişlerdir.
Dwivedi vd. (2006) farklı akış türleri için plakalı ısı eşanjörlerinin performansları
üzerine çalışmışlardır. Sonuçta akıştaki kötü dağılımın eşanjörün performansı
üzerinde olumsuz etki yaptığını bulmuşlardır. Çalışmalarında NTU ve ısıl kapasite
oranının plakalı ısı eşanjörleri üzerindeki etkilerini bulmuşlardır.
Chen vd. (2006) Taguchi metodunu kullanarak akışkan miktarı, kanat sayısı ve kanat
kalınlığı, boru sayısı, plaka sayısı ve plaka açısından oluşan beş deneysel faktörün ısı
eşanjöründe ısı transferine ve basınç düşümüne olan etkilerini araştırmışlardır.
Deneysel verilerden on beş örnek seçmişler ve ısı transfer ve akışın karakteristiğini
analiz etmişlerdir. Akışkan miktarı, kanat sayısı ve kanat kalınlığı, plaka sayısının ısı
eşanjörünün performansına temelde etki ettiğini bulmuşlardır. Bunun yanında bu üç
faktörün optimum ısı eşanjörü dizaynında önemli rol oynadığını belirlemişlerdir.
Vega vd. (2006) lityum bromür-su akışkan çifti kullanılan absorbsiyonlu soğutma
grubu uygulamalarında kullanılan plakalı ısı eşanjörlerinin performansı üzerine
çalışmışlardır. Jeneratöre akışkan giriş sıcaklığı 75-105 0 C, kondenser ve absorber
giriş sıcaklığı 20-40 0 C, soğutma kapasitesi 2-12 KW için performans katsayısını 0,5-
0,8 olarak belirlemişlerdir. Bu değerler altında plakalı ısı eşanjörünün ısı transfer
analizini yapmışlardır. Ortalama ısı transfer katsayısını 790 W/m 2 K olarak
bulmuşlardır.
13

Kanaris vd. (2006) plakalı ısı eşanjörlerinde CFD kodlarının plaka olukları ile ısı
transferini büyütmek ve akışın karakteristiğini belirlemedeki potansiyeli üzerine
çalışmışlardır. CFD kodlarını, simüle ettikleri plakalı ısı eşanjörünün performansını
belirlemede kullanmışlar ve bu değerleri deneysel bilgilerdeki sayısal sonuçlarla
karşılaştırmışlardır. CFD kodlarının çeşitli geometrik konfigürasyonlarda plakalı ısı
eşanjörünün optimum dizaynı için çok etkili olduğunu göstermişlerdir.
Wen vd. (2006) CFD simülasyonu ve PIV deneysel verileri aynı durumlar için
kullanarak plakalı-kanatlı ısı eşanjörünün girişindeki türbülanslı akışı karakterize
etmişlerdir. Gelişmiş, geleneksel ve ileri konfigürasyonlar için hız vektörlerini ve
aerodinamik grafiklerini çizmişlerdir. Yaptıkları deneysel ve sayısal çalışmaların
sonucunda akıştaki kötü dağılımın performansı, geleneksel girişi kötüleştirdiğini
belirlemişlerdir. Gelişmiş konfigürasyonların girişinde akışın radyal ve aksiyal
doğrultuda sağlanması durumunda performansı geliştirebileceğini belirlemişlerdir.
Carezzato vd. (2006) test akışkanı olarak karboksimetilselüloz kullanarak sekiz farklı
konfigürasyon için non-newton ısı transferinden elde ettikleri deneysel bilgileri ele
alarak plakalı ısı eşanjörü modeli düzenlemişlerdir. Buna ek olarak net ısı, ısıl iletim
gibi karboksimetilselüloz parametreleri ile sıcaklık arasında ilişki kurmuşlardır.
Tatsumi vd. (2006) karşıt akışlı oluklu ince plakalı ısı eşanjörünün bir model
biriminde akış ve ısıl alan için sayısal olarak simüle ederek iletim ve taşınılma ısı
transferini iki boyutlu olarak araştırmışlardır. 100

Tonin vd. (2006) ısı eşanjörlerinin ısıl performansının denetimi üzerine
çalışmışlardır. Bunun için var olan NTU ve ısıl kapasite oranını kullanarak etkinlik
değerini tahmin etmeye çalışmışlardır. Kütle akış oranındaki değişimlere göre NTU
ve ısıl kapasite oranını düzenlemişlerdir.
15

3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1. Plakalı Isı Eşanjörlerinin Termodinamik Analizi
Bir ısı eşanjöründeki ısı geçişi, sadece içindeki akışkanlar arasında olduğu, yani
ortama bir ısı kaybının olmadığı kabul edilirse, plakalı ısı eşanjöründe aşağıdaki
bağıntılarla yazılabilir (Genceli, 1999):
Q = Isı eşanjöründe geçen ısı (W)
= Sıcak akışkanın soğurken verdiği ısı (W)
= Soğuk akışkanın ısınırken aldığı ısı (W)
Q= K.A.∆tm (3.1)
Sıcak ve soğuk akışkanların soğuması ve ısınması esnasında verilen ve alınan ısılar,
akışkanların kütlesel debileri ile giriş ve çıkış entalpilerinin farkından bulunabilir ve
aşağıdaki gibi yazılabilir:
.
Q = m.
⎜
⎛h − h
⎝ g ç
⎟
⎞
⎠
16
(3.2)
Isının alınması ve verilmesi durumunda akışkanların sıcaklıkları değişiyor ise, geçen
ısı miktarı:
.
.
Q = m ⎜
⎛ − ⎟
⎞ = ⎜
⎛
h . c
ph
. t t mc
c t − t
⎝ hg hç
.
⎠ pc
.
⎝ cç cg
şeklinde yazılabilir. Bu denklemde:
. .
mh
ve mc
ph
ve c
pc
: Sırasıyla sıcak ve soğuk akışkanın kütlesel debisi (kg/s)
c : Sırasıyla sıcak ve soğuk akışkanın özgül ısısı (J/kgK)
⎟
⎞
⎠
(3.3)

t : Sırasıyla sıcak akışkanın giriş ve çıkış sıcaklıkları ( o C)
hg
ve t
hç
t : Sırasıyla soğuk akışkanın giriş ve çıkış sıcaklıkları ( o C)
cg
ve t
cç
Buharlaşma ve yoğuşma şeklinde bir faz değişimi var ise geçen ısı miktarı aşağıdaki
gibi hesaplanabilir:
.
Q m.
r
= (3.4)
Belirli bir çalışma periyodundan sonra ısı değiştirici yüzeyleri üzerine akışkanlar
içinde bulunabilen parçacıklar, metal tuzları veya çeşitli kimyasal elemanlar
birikebilir. Bazen de korozif etkiler nedeniyle, bu yüzeyler üzerinde bir oksidasyon
tabakası oluşabilir. Bütün bu tabakalar, ısı geçişinde ilave birer ısıl direnç meydana
getiriler. Rf simgesi ile gösterilen bu kirlilik direnci (veya faktörü), ısı geçiş
yüzeylerinin kirli ve temiz olmaları hallerindeki ısıl dirençlerin farkından aşağıdaki
gibi bulunabilir:
R
f
1 1
= −
(3.5)
K K
kirli
temiz
Metal yüzeylerdeki pürüzlülük nedeniyle iki metal arasındaki temasın mükemmel
olmaması yüzünden, bu yüzeylerde bir temas direnci oluşur. İki yüzeydeki temas
direnci, bu yüzeylerde bir sıcaklık azalmasına neden olur. Bu durumları göz önüne
alabilmek için aşağıdaki gibi bir direnç tanımı yapılabilir:
R
t
( t A − t B )
=
Q
A
(3.6)
Sonuç olarak ısı eşanjörü yüzeyindeki toplam ısı transfer katsayısı aşağıdaki denklem
yardımıyla bulunabilir:
17

1
K
1
L
L
1
2
3
= + R f1
+ + R t,
1−
2 + + R t,
2−3
+ + R f 2 +
(3.7)
α1
λ1
λ 2 λ3
α 2
Isı eşanjörlerinin ısıl hesaplarının yapılışında, Denklem (1)’ in kullanılması
durumunda ortalama logaritmik sıcaklık farkı (∆tm) ifadesinin tayini gerekir.
Ortalama logaritmik sıcaklık farkı değeri, ısı eşanjöründe akışın türüne göre
belirlenmektedir. Şekil 3.1 ve Şekil 3.2’de akışın paralel ve ters olması durumunda
ısı eşanjörü uzunluğu boyunca sıcaklık dağılımları görülmektedir.
Sıcaklık
Th
∆T ∆T
Tc
Uzunluk
Şekil 3.1. Paralel akışlı ısı eşanjöründe sıcaklık dağılımı
∆T1
Sıcaklık
Thg
Tcç
Uzunluk
Şekil 3.2. Ters akışlı ısı eşanjöründe sıcaklık dağılımı
18
L
1
Thç
Tcg
Th
Tc
∆T2

Ortalama logaritmik sıcaklık farkı (∆tm) aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
∆t
− ∆t
1 2
∆ t m =
(3.8)
∆t1
ln
∆t
Son eşitlik Denklem (1)’e taşınırsa:
Q
K.
A.(
∆t
ifadesi elde edilir.
2
1 2
= (3.9)
∆t1
ln
∆t
− ∆t
2
)
Isı eşanjörlerinin etkenliği aşağıdaki denklem yardımıyla hesaplanabilir:
Q
ε =
(3.10)
Q
max
.
C = mh
. c ve
h ph
.
C = mc
. c sıcak ve soğuk akışkanların ısıl kapasite değerleri
c pc
olmak üzere ısı eşanjöründeki gerçek ısı geçişi aşağıdaki gibi yazılabilir.
Q = C ⎜
⎛
⎟
⎞ = ⎜
⎛ − ⎟
⎞
h
. t −
t t
⎝ hg
t
hç
C
⎠ c
.
⎝ cç cg
(3.11)
⎠
Mümkün olabilen maksimum ısı geçişi olarak tanımlanan Qmax değeri ise, Ch veya Cc
ısıl kapasite debilerinden hangisi daha küçükse onun kullanılması şartıyla aşağıdaki
gibi yazılabilir:
Qmax = Cmin. (thg – tcg) (3.12)
19

C = Cmin / Cmax ve boyutsuz sayı olan geçiş birimi sayısı NTU = (K.A / Cmin) şeklinde
ifade edilirse ters akışlı bir ısı eşanjörü etkenliği aşağıdaki gibi de ifade edilebilir
(Genceli, 1999):
[ − NTU ( 1−
C)
]
[ − NTU ( 1−
C)
]
1−
exp
ε =
(3.13)
1−
C.
exp
Bir sistemde ekserji kaybına neden olan durumlar; sürtünme kayıpları, sıcaklık farkı
sebebiyle oluşan ısı transferi, hızlı genişleme veya sıkıştırma gibi olaylardır (Kotas,
1985; Szargut, 1988).
Saf maddenin ekserjisi aşağıdaki gibi yazılabilir (Kotas, 1985; Çengel ve Boles,
1996):
2
v
ψ = ( h−ho
) −To
( s−so
) + + gz
(3.14)
2
(14) denkleminde kinetik ve potansiyel enerji terimleri ihmal edilirse;
( h− h ) −T
( s−s
)
ψ =
(3.15)
o
o
o
eşitliği elde edilir. (15) denkleminde verilen ho ve so değerleri, akışkanın çevre
sıcaklığındaki entalpi ve entropisini ifade etmektedir.
Sıcak akış
Şekil 3.3. Akışların karışmadığı iki akışlı ısı eşanjörü
Şekil 3.3’de gösterilen akışkanların karışmadığı adyabatik bir ısı eşanjörü için
entropi üretimi:
1
4
20
2
3
Soğuk akış

( s − s ) + m ( s − s )
Süretim mh
2 1 c
olarak yazılabilir.
= (3.16)
Birim zamanda tersinmezlik:
4
3
I = T0
Süretim
(3.17)
olarak yazılabilir.
Birim kütle için entropi üretimi ise:
s üretim
şeklinde yazılabilir.
= ( s − s ) + ( s − s )
(3.18)
2
1
4
Birim kütle için tersinmezlik de aşağıdaki gibi yazılabilir:
ı 0
üretim
3
= T s
(3.19)
21

3.2. Deneysel Sistem Tasarımı ve İmali
Deneysel çalışmanın amacı, plakalı ısı eşanjörü kullanılan bir ısıtma-soğutma sistemi
imal etmek ve plakalı ısı eşanjörünün performans karakteristiklerini belirlemektir. Bu
amaçla oluşturulan deney cihazı dört farklı çalışma durumu için tasarlanmıştır.
Deney cihazı; ısıtma amaçlı kapalı sistem, ısıtma amaçlı açık sistem, soğutma amaçlı
kapalı sistem ve soğutma amaçlı açık sistem olmak üzere dört farklı şekilde
çalışabilmektedir. Kurulan deneysel sistem Şekil 3.4’ te görülmektedir.
Deneysel sistem ısıtma amaçlı çalıştığında; iki adet 4,5 kW gücünde ısıtıcılar
vasıtasıyla sıcak su üretici kazanında ısıtılan su, bir pompa vasıtasıyla plakalı ısı
eşanjörüne gönderilmektedir. Plakalı ısı eşanjöründe ısısını, sıcak su tankından gelen
suya aktararak tekrar sıcaklığı azalmış olarak sıcak su üretici kazanına geri döner.
Sıcak su tankından çıkan su yine bir başka pompa yardımıyla ısı eşanjörüne
gönderilmektedir. Isı eşanjöründe sıcak su üretici kazanından gelen suyun ısısını
alarak sıcaklığı artan su, tekrar sıcak su tankına geri dönmektedir. Plakalı ısı
eşanjöründe sıcak akışkandan soğuk akışkana ısının aktarıldığı devre, primer devre;
soğuk akışkanın sıcak akışkandan ısı aldığı devre ise sekonder devre olarak
isimlendirilmiştir. Deneysel sistem soğutma amaçlı çalıştırıldığında; soğuk su
tankındaki su, bir pompa vasıtasıyla soğutma sistemine ait ayrı bir plakalı ısı
eşanjörüne gönderilir. Plakalı ısı eşanjörüne soğuk su tankından gelen suyun ısısı,
ayrı bir kompresörlü soğutma grubunda dolaşan soğutucu akışkana aktarılır.
Dolayısıyla plakalı eşanjörden soğumuş olarak çıkan su, tekrar soğuk su tankına
döner. Eşanjörden çıkan suyun ısısını alarak ısınan soğutucu akışkan, tekrar
kompresörlü soğutma grubuna gelir ve burada tekrar soğutulur. Kompresörlü
soğutma grubu, hava soğutmalı kondensere sahip olup sistemde dolaşan soğutucu
akışkan R-22’dir.
Isıtma ve soğutma amaçlı olarak dizayn edilen deney düzeneğinde; sekonder devre
olarak isimlendirilen yani soğuk akışkanın sıcak akışkandan ısı aldığı devrede;
sistemde dolaşan akışkan çevrimini tamamladığında sıcak ya da soğuk su toplama
tankına dönüyorsa kapalı sistem, çevrimini tamamlayan akışkan sıcak veya soğuk su
22

toplama tankına dönmeyip dışarıya atılıyorsa açık sistem olarak adlandırılmıştır.
Deney cihazının kapalı sistem olarak çalışma prensibi Şekil 3.5 ve Şekil 3.6’ da
şematik olarak görülmektedir.
Deneysel sistemin ısıtma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalıştırılması esnasında üç
farklı debi kullanılmıştır. İlk deney 0,67 m 3 /h, ikinci deney 0,95 m 3 /h ve üçüncü
deney 1,16 m 3 /h değerlerinde yapılmıştır. Deneysel sistemin ısıtma amaçlı ve açık
sistem olarak çalıştırılması esnasında yine üç farklı debi kullanılmıştır. İlk deney
1,05 m 3 /h, ikinci deney 1,13 m 3 /h ve üçüncü deney 1,15 m 3 /h değerlerinde
yapılmıştır.
Deneysel sistemin soğutma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalıştırılması esnasında da
üç farklı debi kullanılmıştır. İlk deney 0,94 m 3 /h, ikinci deney 1,37 m 3 /h ve üçüncü
deney 1,73 m 3 /h değerlerinde yapılmıştır. Deneysel sistemin soğutma amaçlı ve açık
sistem olarak çalıştırılması esnasında yine üç farklı debi kullanılmıştır. İlk deney
1,12 m 3 /h, ikinci deney 1,14 m 3 /h ve üçüncü deney 1,16 m 3 /h değerlerinde
yapılmıştır.
Şekil 3.4. Deney cihazı
23

Şekil 3.5. Deney cihazının şematik gösterimi (Karşıdan görünüş).
Şekil 3.6. Deney cihazının şematik gösterimi (Üstten görünüş).
24

3.2.1. Plakalı Isı Eşanjörü
Isıtma amaçlı çalıştırılan deney düzeneğindeki ısı eşanjörü, Şekil 3.7.a, b ve c’de
görüldüğü gibi 6 adet plakadan oluşan contalı plakalı ısı eşanjörü olarak
tasarlanmıştır. Deneysel sistemde kullanılan plakalı ısı eşanjörü ters akımlıdır.
Plakalı ısı eşanjörünün özellikleri Çizelge 3.1’ de verilmiştir.
Çizelge 3.1. Plakalı ısı eşanjörünün özellikleri
Plaka uzunluğu 0,48 m
Plaka genişliği 0,296 m
Toplam plaka sayısı 6
Isı transfer alanı 0,16 m 2
Plaka malzemesi 0,5 mm kalınlığında paslanmaz çelik
(AISI 316)
Conta malzemesi Etilen propil di metil (EPDM)
Dizayn sıcaklığı 100 o C
Dizayn basıncı 10 bar
Şekil 3.7.a. Plakalı ısı eşanjörü
25

Şekil 3.7.b. Şekil 3.7.c.
3.2.2. Sıcak Su Üretici Kazanı
Sıcak su üretici kazanı, paslanmaz çelikten 75 lt olarak tasarlanmış ve imal edilmiştir
(Şekil 3.8). Yapılan deneysel çalışmada primer devrede kullanılan sıcak su, her biri
4,5 kW gücünde olan iki adet elektrikli ısıtıcı ile sağlanmıştır. Elektrikli ısıtıcılar, 60
cm uzunluğunda ve 40 cm çapında paslanmaz çelikten yapılan su silindirini ısıtmak
üzere yerleştirilmiştir.
Şekil 3.8. Sıcak su üretici kazanı
26

3.2.3. Sıcak Su Toplama Tankı
Sıcak su toplama tankı, paslanmaz çelikten 70 lt olarak tasarlanmış ve imal edilmiştir
(Şekil 3.9). Sıcak su toplama tankının boyu 55 cm ve çapı 40 cm’ dir. Gövde; yalıtım
malzemesi ile izole edilmiştir. Sıcak su toplama tankı, plakalı ısı eşanjöründen
sıcaklığı artarak çıkan suyun toplandığı kısımdır.
Şekil 3.9. Sıcak su toplama tankı
3.2.4. Soğuk Su Toplama Tankı
Soğuk su toplama tankı, paslanmaz çelikten 70 lt olarak tasarlanmış ve imal
edilmiştir (Şekil 3.10). Soğuk su toplama tankının boyu 55 cm ve çapı 40 cm’ dir.
Gövde; yalıtım malzemesi ile izole edilmiştir. Soğuk su toplama tankı, plakalı ısı
eşanjöründen sıcaklığı azalarak çıkan suyun toplandığı kısımdır.
27

Şekil 3.10. Soğuk su toplama tankı
3.2.5. Kompresörlü Soğutma Grubu
Kompresörlü soğutma grubu, 7/12 o C çalışan, hava soğutmalı kondensere sahip, mini
bir soğutma grubu olarak tasarlanmış ve imal edilmiştir (Şekil 3.11).
Şekil 3.11. Kompresörlü soğutma grubu
28

4. BULGULAR VE TARTIŞMA
Isıtma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki plakalı ısı
eşanjörüne giren ve eşanjörden çıkan sıcak ve soğuk su sıcaklıkları farklı zamanlarda
ölçülmüş ve Şekil 4.1’de verilmiştir. Plakalı ısı eşanjöründe dolaşan akışkan debisi
0,67 m 3 /h olarak belirlenmiştir.
Şekil 4.1. Plakalı ısı eşanjörüne giren ve çıkan akışkan sıcaklıkları
( .
V =0,67 m 3 /h için)
Isıtma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki plakalı ısı
eşanjöründe, eşanjöre giren ve çıkan sıcak ve soğuk suyun sıcakları farklı
zamanlarda ölçülerek ortalama logaritmik sıcaklık farkı değerleri hesaplanmış ve
Şekil 4.2’de gösterilmiştir. Plakalı ısı eşanjörü ters akışlı olup yapılan ilk deneyde
akışkan debisi 0,67 m 3 /h olarak belirlenmiştir.
29

Şekil 4.2. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık farkı değişimi
( .
V =0,67 m 3 /h için)
Isıtma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki plakalı ısı
eşanjöründe, eşanjöre giren ve çıkan sıcak ve soğuk suyun sıcakları farklı
zamanlarda ölçülerek ortalama logaritmik sıcaklık farkı değerleri hesaplanmış ve
Şekil 4.3’de gösterilmiştir. Plakalı ısı eşanjörü ters akışlı olup yapılan deneyde
akışkan debisi 0,95 m 3 /h olarak belirlenmiştir.
Şekil 4.4’de 1,16 m 3 /h debi için yine ısıtma amaçlı ve kapalı sistem çalışan deney
düzeneğinde plakalı ısı eşanjöründeki logaritmik sıcaklık farkı değerleri
görülmektedir.
30

ORTALAMA LOGARİTMİK SICAKLIK FARKI (C)
5,25
5,05
4,85
4,65
4,45
4,25
4,05
3,85
3,65
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
9,5
10,5
ZAMAN (dk)
Şekil 4.3. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık farkı değişimi
( .
V =0,95 m 3 /h için)
ORTALAMA LOGARİTMİK SICAKLIK FARKI (C)
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
9,5
10,5
ZAMAN (dk)
Şekil 4.4. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık farkı değişimi
( .
V =1,16 m 3 /h için)
31
11,5
11,5
12,5
12,5
13,5
13,5
14,5
14,5
15,5
15,5
16,5
16,5
17,5
18,5

Şekil 4.5’de ısıtma amaçlı ve açık sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki plakalı
ısı eşanjörüne giren ve eşanjörden çıkan su sıcaklıkları verilmiştir. Plakalı ısı
eşanjöründe dolaşan akışkan debisi 1,05 m 3 /h olarak belirlenmiştir.
Şekil 4.5. Plakalı ısı eşanjörüne giren ve çıkan akışkan sıcaklıkları
( .
V =1,05 m 3 /h için)
Isıtma amaçlı ve açık sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki plakalı ısı
eşanjöründe, eşanjöre giren ve çıkan sıcak ve soğuk suyun sıcakları farklı
zamanlarda ölçülerek ortalama logaritmik sıcaklık farkı değerleri hesaplanmış ve
Şekil 4.6’da gösterilmiştir. Plakalı ısı eşanjörü ters akışlı olup yapılan ilk deneyde
akışkan debisi 1,05 m 3 /h olarak belirlenmiştir.
Şekil 4.7’de ısıtma amaçlı ve açık sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki plakalı
ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık farkı değerleri görülmektedir. Plakalı ısı
eşanjöründe dolaşan su debisi 1,13 m 3 /h olarak belirlenmiştir.
32

ORTALAMA LOGARİTMİK SICAKLIK FARKI (C)
12,25
11,85
11,45
11,05
10,65
10,25
9,85
9,45
9,05
8,65
8,25
0,5
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
9,5
10,5
ZAMAN (dk)
Şekil 4.6. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık farkı değişimi
( .
V =1,05 m 3 /h için)
ORTALAMA LOGARİTMİK SICAKLIK FARKI (C)
10,50
10,20
9,90
9,60
9,30
9,00
8,70
8,40
8,10
7,80
0,5
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
9,5
ZAMAN (dk)
Şekil 4.7. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık farkı değişimi
( .
V =1,13 m 3 /h için)
Şekil 4.8’de plakalı ısı eşanjöründe 1,15 m 3 /h’lik debi dolaşan ve farklı zamanlarda
ölçülen sıcaklıklarla hesaplanan ortalama logaritmik sıcaklık farkı değerleri
10,5
33
11,5
11,5
12,5
12,5
13,5
14,5
13,5
15,5
14,5
16,5
15,5
17,5
16,5
17,5

görülmektedir. Elde edilen sonuçlar deney düzeneğinin ısıtma amaçlı ve açık sistem
olarak çalıştırılması durumunda elde edilmiştir.
Şekil 4.8. Plakalı ısı eşanjöründe ortalama logaritmik sıcaklık farkı değişimi
( .
V =1,15 m 3 /h için)
Şekil 4.9’da, ısıtma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki
plakalı ısı eşanjörüne farklı debilerde giren sıcak su değerinin değişimine bağlı
olarak eşanjördeki ısı transfer miktarı değerleri görülmektedir. Sıcak su giriş
sıcaklığının artmasıyla her üç debi değerinde de ısı transferi miktarının yaklaşık 35 o C
değerine kadar arttığı, daha sonraki sıcak su giriş sıcaklıklarında ise sabit kaldığı
görülmektedir. Ayrıca plakalı ısı eşanjörüne giren debi miktarı 0,67 m 3 /h ’den 0,95
m 3 /h’e çıkarıldığında beklendiği gibi ısı transferi miktarının yükseldiği
görülmektedir. Fakat plakalı ısı eşanjörüne giren debi miktarı 1,16 m 3 /h’e
çıkarıldığında ısı transferi miktarının azaldığı görülmektedir. Bu durumda plakalı
eşanjör boyutunun, bu debi miktarı için yetersiz olduğu anlaşılmıştır.
34

Q (W)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
20 25 30 35 40
Sıcak su giriş sıcaklığı ( o C)
35
m=1,16 m3/h
m=0,95 m3/h
m=0,67 m3/h
Şekil 4.9. Farklı debi değerlerinde sıcak su giriş sıcaklığıyla ısı transfer miktarının
değişimi
Şekil 4.10’da, ısıtma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki
plakalı ısı eşanjörüne farklı debilerde giren soğuk su değerinin değişimine bağlı
olarak eşanjördeki ısı transfer miktarı değerleri görülmektedir. Yapılan deneysel
çalışmada 0,67 m 3 /h miktarındaki debi değeri için, soğuk su giriş sıcaklığının
artmasıyla ısı transfer miktarının arttığı görülmüştür. Daha sonraki debi değerlerinde
ise ısı transfer miktarının, soğuk su giriş sıcaklığının artmasıyla fazla bir değişim
göstermediği görülmüştür. Ayrıca yine Şekil 4.9’a benzer olarak plakalı ısı
eşanjörüne giren debi miktarı 0,67 m 3 /h ’den 0,95 m 3 /h’e çıkarıldığında beklendiği
gibi ısı transferi miktarının yükseldiği görülmektedir. Fakat plakalı ısı eşanjörüne
giren debi miktarı 1,16 m 3 /h’e çıkarıldığında ısı transferi miktarının azaldığı
görülmektedir. Bu durumda plakalı eşanjör boyutunun, bu debi miktarı için yetersiz
olduğu anlaşılmıştır.

Q (W)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
25 27 29 31 33
Soğuk su giriş sıcaklığı ( o C)
36
m=0,67 m3/h
m=0,95 m3/h
m=1,16 m3/h
Şekil 4.10. Farklı debi değerlerinde soğuk su giriş sıcaklığıyla ısı transfer miktarının
değişimi
Şekil 4.11’de 1,05 m 3 /h debi değerinde, ısıtma amaçlı ve açık sistem olarak çalışan
deney düzeneğindeki plakalı ısı eşanjörüne giren sıcak su sıcaklıklarına bağlı olarak
etkenlik değerindeki değişim verilmiştir. Sıcak su giriş sıcaklığının artmasıyla plakalı
ısı eşanjörünün etkenlik değerlerinin yükseldiği görülmüştür.
Etkenlik
0,46
0,458
0,456
0,454
0,452
0,45
0,448
0,446
0,444
0,442
0,44
34 34,5 35 35,5 36 36,5
Sıcak su giriş sıcaklığı ( o C)
Şekil 4.11. Sıcak su giriş sıcaklıklarına bağlı olarak etkenlik değişimleri

Şekil 4.12’de 1,05 m 3 /h debi değerinde, ısıtma amaçlı ve açık sistem olarak çalışan
deney düzeneğindeki plakalı ısı eşanjör için, NTU sayısıyla etkenlik arasındaki
değişim verilmiştir. Sıcak ve soğuk suyun ısıl kapasiteleri yaklaşık olarak birbirine
eşittir (Cmin/Cmax=1).
Etkenlik
0,466
0,464
0,462
0,46
0,458
0,456
0,454
0,452
0,45
0,448
0,446
1,12 1,14 1,16 1,18 1,2
NTU
Şekil 4.12. NTU sayısı ve etkenlik değişimi
Çizelge 4.1’de farklı çalışma sıcaklıklarında ısıtma amaçlı ve kapalı sistem olarak
çalıştırılan deney düzeneğinde, plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri verilmiştir. Deneyler ve deneysel sonuçlar
37
.
V =0,67 m 3 /h
değerindeki debi için elde edilmiştir. Çizelge 4.1’de sıcak ve soğuk su giriş
sıcaklıklarının artmasıyla transfer edilen ısı miktarı ve tersinmezlik değerlerinin
arttığı görülmektedir.

Çizelge 4.1. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve tersinmezlik değerleri
( .
V =0,67 m 3 /h için)
Deney
sayısı
Thg(°C) Thç(°C) Tcg(°C) Tcç(°C) Q (W) I (kJ/kg)
1. 29,99 28,83 26,98 28,46 609,336 1,353248
2. 30,8 29,46 27,08 28,96 883,5372 2,274253
3. 32,52 30,71 27,43 29,98 1180,589 3,128345
4. 34,89 32,4 28,31 31,54 1789,925 3,169725
5. 36,74 33,74 29,02 32,8 2026,042 3,37281
6. 37,68 34,62 29,6 33,58 2140,293 3,949444
7. 39,31 35,97 30,58 34,85 2384,027 4,007117
8. 39,03 35,95 30,91 34,95 2543,978 4,09415
9. 41,19 37,82 32,27 36,71 2673,462 4,553696
10. 42,34 38,74 32,93 37,66 2757,245 4,808425
11. 44,73 40,62 34,07 39,44 2772,479 5,374986
Çizelge 4.2’de yine farklı çalışma sıcaklıklarında ısıtma amaçlı ve kapalı sistem
olarak çalıştırılan deney düzeneğinde, plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri verilmiştir. Deneyler ve deneysel sonuçlar
38
.
V =0,95 m 3 /h
değerindeki debi için elde edilmiştir. Çizelge 4.2’de sıcak ve soğuk su giriş
sıcaklıklarının artmasıyla transfer edilen ısı miktarı ve tersinmezlik değerlerinin
arttığı görülmektedir.

Çizelge 4.2. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve tersinmezlik değerleri
( .
V =0,95 m 3 /h için)
Deney
sayısı
Thg(°C) Thç(°C) Tcg(°C) Tcç(°C) Q (W) I (kJ/kg)
1. 28,38 26,14 21,66 24,6 2364,609 3,082395
2. 28,89 26,61 22,04 25,06 2418,595 3,250277
3. 29,59 27,18 22,37 25,54 2461,784 3,345093
4. 29,99 27,59 22,72 25,94 2602,149 3,592162
5. 30,9 28,46 23,44 26,76 2591,352 3,839201
6. 33,61 31,03 25,79 29,27 2818,095 3,903834
7. 34,62 31,96 26,56 30,15 2839,69 4,026458
8. 35,92 33,25 27,8 31,44 3044,839 4,173981
9. 36,8 34,15 28,63 32,32 2915,271 4,44797
10. 39,48 36,77 31,15 34,95 3044,839 4,616743
Çizelge 4.3’de, Çizelge 4.1 ve Çizelge 4.2’e benzer olarak deney düzeneğindeki
plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve tersinmezlik değerleri verilmiştir.
Deneyler ve deneysel sonuçlar
.
V =1,16 m 3 /h değerindeki debi için elde edilmiştir.
Çizelge 4.3’de sıcak ve soğuk su giriş sıcaklıklarının artmasıyla transfer edilen ısı
miktarı ve tersinmezlik değerlerinin arttığı görülmektedir.
39

Çizelge 4.3. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve tersinmezlik değerleri
( .
V =1,16 m 3 /h için)
Deney
sayısı
Thg(°C) Thç(°C) Tcg(°C) Tcç(°C) Q (W) I (kJ/kg)
1. 24,29 23,4 21,41 22,63 1094,168 1,418896
2. 24,96 23,98 21,63 23,03 1173,265 1,804208
3. 25,6 24,53 21,83 23,42 1291,91 2,231517
4. 26,17 24,97 22,06 23,79 1410,554 2,2795
5. 27,33 25,99 22,65 24,64 1674,209 2,790284
6. 27,85 26,43 22,91 25,07 1766,489 3,170715
7. 28,97 27,45 23,59 25,91 1951,047 3,424334
8. 29,36 27,79 23,84 26,22 2003,778 3,467046
9. 30,43 28,75 24,62 27,12 2188,337 3,507871
10. 31,33 29,59 25,31 27,9 2346,53 3,629685
11. 32,25 30,49 26,11 28,78 2359,712 3,870159
12. 33,24 31,36 26,79 29,59 2386,078 3,912511
13. 33,66 31,8 27,2 30,02 2478,357 4,070843
14. 35,42 33,53 28,87 31,74 2597,002 4,131268
15. 41,09 39,11 34,28 37,34 2662,916 4,463213
Çizelge 4.4’de farklı çalışma sıcaklıklarında ısıtma amaçlı ve açık sistem olarak
çalıştırılan deney düzeneğinde, plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
40

tersinmezlik değerleri verilmiştir. Deneyler ve deneysel sonuçlar
41
.
V =1,05 m 3 /h
değerindeki debi için elde edilmiştir. Çizelge 4.4’de sıcak su giriş sıcaklıklarının
artmasıyla transfer edilen ısı miktarı ve tersinmezlik değerlerinin arttığı
görülmektedir.
Çizelge 4.4. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve tersinmezlik değerleri
( .
V =1,05 m 3 /h için)
Deney
sayısı
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Thg(°C) Thç(°C) Tcg(°C) Tcç(°C) Q (W) I (kJ/kg)
32,76 26,19 18,24 23,29 7633,44 5,6106
33,16 26,4 18,23 23,44 7836,203 5,6902
33,4 26,51 18,18 23,45 8062,821 5,9517
34,02 26,84 18,16 23,67 8396,784 6,0857
35,53 27,63 18,15 24,32 9267,473 6,1439
35,66 27,67 18,22 24,44 9422,527 6,2995
35,78 27,79 18,22 24,32 9529,872 6,7891
36,98 28,29 18,25 24,75 10066,59 7,8749
Çizelge 4.5’de farklı çalışma sıcaklıklarında ısıtma amaçlı ve açık sistem olarak
çalıştırılan deney düzeneğinde, plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri verilmiştir. Deneyler ve deneysel sonuçlar
.
V =1,13 m 3 /h

değerindeki debi için elde edilmiştir. Çizelge 4.5’de sıcak su giriş sıcaklıklarının
artmasıyla transfer edilen ısı miktarı ve tersinmezlik değerlerinin arttığı
görülmektedir.
Çizelge 4.6’da farklı çalışma sıcaklıklarında ısıtma amaçlı ve açık sistem olarak
çalıştırılan deney düzeneğinde, plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve
tersinmezlik değerleri verilmiştir. Deneyler ve deneysel sonuçlar
42
.
V =1,15 m 3 /h
değerindeki debi için elde edilmiştir. Çizelge 4.6’da sıcak su giriş sıcaklıklarının
artmasıyla transfer edilen ısı miktarı ve tersinmezlik değerlerinin arttığı
görülmektedir.
Çizelge 4.5. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve tersinmezlik değerleri
( .
V =1,13 m 3 /h için)
Deney
sayısı
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Thg(°C) Thç(°C) Tcg(°C) Tcç(°C) Q (W) I (kJ/kg)
31,67 26,8 18,25 23,47 6167,016 2,086138
31,99 26,99 18,29 23,66 6334,039 2,195626
32,35 27,24 18,31 23,88 6488,215 2,60295
32,54 27,4 18,31 23,92 6565,302 2,660124
33,96 28,25 18,3 24,49 7336,179 2,840743
34,2 28,44 18,36 24,64 7426,115 3,024412

Çizelge 4.6. Plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı ve tersinmezlik değerleri
( .
V =1,15 m 3 /h için)
Deney
sayısı
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Thg(°C) Thç(°C) Tcg(°C) Tcç(°C) Q (W) I (kJ/kg)
29,13 25,67 17,57 22,65 4361,105 7,269667
29,34 25,79 17,53 22,7 4517,791 7,287503
29,5 25,92 17,52 22,76 4635,306 7,46649
30,19 26,34 17,47 22,99 4948,679 7,562478
30,26 26,38 17,43 23,03 5027,022 7,781795
30,32 26,48 17,4 23,14 5066,194 8,543484
30,8 26,9 17,46 23,56 5131,48 9,829107
31,3 27,26 17,48 23,86 5144,537 10,45029
31,4 27,35 17,46 23,93 5275,109 10,79428
Şekil 4.13’de soğutma amaçlı ve kapalı sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki
plakalı ısı eşanjöründeki ısı transferi miktarı ve entropi üretimi değerleri, eşanjöre
giren ve soğumuş olarak çıkan su sıcaklıkları arasındaki fark değerlerine bağlı olarak
verilmiştir. Plakalı eşanjöre giren ve çıkan su sıcaklıkları arasındaki farkın artması,
plakalı eşanjörde suyun daha fazla soğutulduğu anlamına gelmektedir. Şekil 4.13’den
görüldüğü gibi sıcaklık farkının artmasıyla ısı transfer miktarı ve entropi üretimi
değerleri artmaktadır.
43

Şekil 4.13. Sıcaklık farkı değerlerine bağlı olarak ısı transferi ve entropi üretimi
(soğutma amaçlı ve kapalı sistem)
Soğutma amaçlı ve açık sistem olarak çalıştırılan deney düzeneğindeki plakalı ısı
eşanjörüne giren ve soğumuş olarak çıkan akışkan sıcaklıkları arasındaki fark
değerlerine bağlı olarak, ısı transferi miktarı ve entropi üretimi değişimleri Şekil
4.14’de verilmiştir. Yine Şekil 4.13’de verilen sisteme benzer olarak plakalı ısı
eşanjörüne giriş ve çıkış su sıcaklıkları arasındaki farkın artmasıyla transfer edilen ısı
miktarı ve entropi üretimi değerlerinin arttığı görülmektedir.
44

Şekil 4.14. Sıcaklık farkı değerlerine bağlı olarak ısı transferi ve entropi üretimi
(soğutma amaçlı ve açık sistem)
Şekil 4.15. Teorik olarak elde edilen sıcaklık dağılımları
45

Şekil 4.15’de teorik olarak verilen sıcaklık değerleri kullanılarak, plakalı ısı
eşanjörünün tek bir plakasındaki sıcaklık dağılımları verilmiştir. Sıcaklık dağılımları
ANSYS programı yardımıyla elde edilmiştir.
Şekil 4.15’de elde edilen sıcaklık dağılımları, yine ANSYS programı yardımıyla
eksenel olarak çizilmiş ve Şekil 4.16’da gösterilmiştir.
Şekil 4.16. Teorik olarak elde edilen eksenel sıcaklık dağılımları
Şekil 4.17’de, ANSYS programı yardımıyla teorik olarak incelenen plakadaki ısı
akısı dağılımları görülmektedir.
46

Şekil 4.17. Teorik olarak elde edilen ısı akısı dağılımları
Şekil 4.18’de ise plakadaki sıcaklık gradyanı dağılımları yine ANSYS programı ile
elde edilmiştir.
Şekil 4.18. Teorik olarak elde edilen sıcaklık gradyanları
47

Şekil 4.19’da deneysel ölçüm sonuçlarından elde edilen sıcaklık değerleri
kullanılarak, plakalı ısı eşanjörünün tek bir plakasındaki sıcaklık dağılımları
verilmiştir. Sıcaklık dağılımları ANSYS programı yardımıyla elde edilmiştir.
Şekil 4.19. Deneysel olarak elde edilen sıcaklık dağılımları
Şekil 4.20. Deneysel olarak elde edilen eksenel sıcaklık dağılımları
48

Şekil 4.19’da elde edilen sıcaklık dağılımları, yine ANSYS programı yardımıyla
eksenel olarak çizilmiş ve Şekil 4.20’de gösterilmiştir.
Şekil 4.21’de ANSYS programı yardımıyla deneysel olarak incelenen plakadaki ısı
akısı dağılımları görülmektedir.
Şekil 4.21. Deneysel olarak elde edilen ısı akısı dağılımları
Şekil 4.22’de ise plakadaki sıcaklık gradyanı dağılımları yine ANSYS programı ile
elde edilmiştir.
49

Şekil 4.22. Deneysel olarak elde edilen sıcaklık gradyanları
50

5. SONUÇ
Bu çalışmada plakalı ısı eşanjörü kullanılan bir ısıtma-soğutma sistemi deneysel
olarak tasarlanmış ve imal edilmiştir. Deneysel sistem; ısıtma amaçlı açık sistem,
ısıtma amaçlı kapalı sistem, soğutma amaçlı kapalı sistem ve soğutma amaçlı açık
sistem olmak üzere dört farklı şekilde çalıştırılabilmektedir. Deneysel sistemdeki
plakalı ısı eşanjörü, farklı sıcaklık ve debi değerlerinde analizlere tabi tutulmuştur.
Tüm analizler dört farklı çalışma durumu için yapılmıştır. Deneysel analizlerde
plakalı ısı eşanjöründe sıcak ve soğuk akışkanlar arasındaki ısı transferi miktarı,
akışkanın debi değerinin ve sıcak su giriş sıcaklığının artmasıyla artmaktadır. Fakat
debi miktarının optimum bir değerden fazla arttırılması durumunda eşanjörde ısı
transfer miktarının azaldığı görülmüştür. Bu durumda eşanjör boyutunun yetersiz
kaldığı anlaşılmakta ve bu yüzden de eşanjör boyutunun arttırılması gerekmektedir.
Bu sebeple çeşitli uygulamalarda kullanılan plakalı ısı eşanjörlerinde maksimum
performans değerlerine ulaşabilmek için en uygun debi, sıcaklık ve eşanjör
boyutunun belirlenmesi gerekmektedir. Örneğin yapılan analizde, ısıtma amaçlı ve
kapalı sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki 0,16 m 2 ısı transfer alanına sahip
plakalı ısı eşanjöründe optimum çalışma şartları, sıcak su giriş sıcaklığı 35 o C, debi
değeri ise 0,95 m 3 /h olarak belirlenmiştir.
Yapılan deneysel çalışmada 0,67 m 3 /h miktarındaki debi değeri için, eşanjöre soğuk
su giriş sıcaklığının artmasıyla ısı transfer miktarının arttığı görülmüştür. Daha
sonraki debi değerlerinde ise ısı transfer miktarının, soğuk su giriş sıcaklığının
artmasıyla fazla bir değişim göstermediği görülmüştür. Ayrıca yine plakalı ısı
eşanjörüne giren debi miktarı 0,67 m 3 /h ’den 0,95 m 3 /h’e çıkarıldığında beklendiği
gibi ısı transferi miktarının yükseldiği görülmektedir. Fakat plakalı ısı eşanjörüne
giren debi miktarı 1,16 m 3 /h’e çıkarıldığında ısı transferi miktarının azaldığı
görülmektedir. Bu durumda plakalı eşanjör boyutunun, bu debi miktarı için yetersiz
olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca ısı eşanjörüne giren akışkanların sıcaklığının artması da
eşanjör etkenliği değerlerinin artmasına sebep olmaktadır.
51

Isıtma amaçlı, kapalı ve açık sistem olarak çalıştırılan deney düzeneğinde; farklı
çalışma sıcaklıkları ve debi değerlerinde, plakalı ısı eşanjöründeki ısı transfer miktarı
ve tersinmezlik değerleri araştırılmıştır. Plakalı eşanjöre giren sıcak suyun
sıcaklığının artmasıyla transfer edilen ısı miktarı ve tersinmezlik değerlerinin arttığı
görülmüştür.
Soğutma amaçlı, kapalı ve açık sistem olarak çalışan deney düzeneğindeki plakalı ısı
eşanjöründeki ısı transferi miktarı ve entropi üretimi değerleri, eşanjöre giren ve
soğumuş olarak çıkan su sıcaklıkları arasındaki fark değerlerine bağlı olarak
incelenmiştir. Plakalı eşanjöre giren ve çıkan su sıcaklıkları arasındaki farkın
artması, plakalı eşanjörde suyun daha fazla soğutulduğu anlamına gelmektedir.
Sıcaklık farkının artmasıyla ısı transfer miktarı ve entropi üretimi değerlerinin arttığı
görülmüştür.
Ayrıca ANSYS programı yardımıyla teorik ve deneysel olarak verilen sıcaklık
değerleri kullanılarak, plakalı ısı eşanjörünün tek bir plakasındaki sıcaklık
dağılımları, eksenel sıcaklık dağılımları, sıcaklık gradyanları, ve ısı akımları
karşılaştırılmıştır.
Plakalı ısı eşanjörlerinin kullanıldığı kimya, petrokimya endüstrileri, termik
santrallar, ısıtma, soğutma, ve iklimlendirme vb. tesislerde enerji verimliliğinin
arttırılması ve dolayısıyla enerji ekonomisine katkı sağlanabilmesi için ısı
eşanjörlerin optimum çalışma şartlarının tespit edilmesi büyük önem taşımaktadır.
Sonuç olarak bu çalışma, plakalı ısı eşanjörü kullanılan sistemlerin tasarımı, imalatı
ve optimum çalışma şartları konusunda ileride yapılacak olan uygulamalara katkı
sağlayacaktır.
52

6. KAYNAKLAR
Anil, K.D., Sarit, K.D., 2006. Dynamics of plate heat exchangers subject to flow
variations. İnternational Journal of Heat and Mass Transfer, 43, 3245-3265.
Alessandro, F., Nicola, G., 2004. Optimum thermal desing of modular compact heat
exchangers structure for heat recovery steam generators. Applied Thermal
Engineering, 25, 1293-1313.
Alessandra, C., Maria, R.A., Javier, T.R., Carmen, C.T., Jorge, A.W.G., 2007. Non-
Newtonian heat transfer on a plate heat exchanger with generalized
configurations. Chemical Engineering Technology, 30, 21-26.
Athanasios, G.K., Aikaterini, A.M., Spiros, V.P., 2006. Flow and heat transfer
prediction in a corrugated plate heat exchanger using a cfd code. Chemical
Engineering Technology, 29, 923-930.
Adnan, S., Erol, A., 2006. Exergy analysis of an ejector-absorption heat transformer
using artificial neural network approach. İnternational Journal of Heat and
Mass Transfer, 44, 3012-3021.
Abu-Hamdeh, N.H., 2002. Control of a liquid–liquid heat exchanger. İnternational
Journal of Heat and Mass Transfer, 38, 687–693.
Bipan, B., Hans, M.S., Xiao, D.C., 2000. Performance of plate heat exchangers
during calcium sulphate fouling investigation with an in-line fitler. Chemical
Engineering and Processing, 39, 507-519.
Cornelissen, R.L., Hirs, G.G., 1999. Thermodynamic optimization of a heat
exchanger. İnternational Journal of Heat and Mass Transfer, 42, 951–959.
53

Carezzato, A., Alcantara, M.R., Romero, J.T., Tadini, C.C., Gut, J.A.W., 2007. Non-
Newtonian heat transfer on a plate heat exchanger with generalized
configurations. Chemical Engineering Technology, 30, 21-26.
Çengel, Y.A., Boles, M.A., 1994. Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik.
McGraw-Hill, 867 p.
Flavio, C.C.G., Raquel, Y.M., Jorge, A.W.G., Carmen, C.T., 2006. Experimental and
numerical heat transfer in a plate heat exchanger. Chemical Engineering
Science, 61, 7133-7138.
Flamensbeck, M., Summerer, F., Riesch, P., Ziegler, F., Alefeld, G., 1998. A cost
effective absorption chiller with plate heat exchangers using water and
hydroxides. Applied Thermal Engineering, 18(6), 413-425.
Franco, A., Giannini, N., 2004. Optimum thermal desing of modular compact heat
exchangers structure for heat recovery steam generators. Applied Thermal
Engineering, 25, 1293-1313.
Genceli, O., 1999. Isı Değiştiricileri. Birsen Yayınevi, Istanbul, Turkiye, 424 p.
Gut, J.A.W., Pinto, J.M., 2004. Optimal configuration desing for plate heat
exchangers. International Journal of Heat and Mass Transfer, 47, 4833-4848.
Hiroshi, I., Kazuya, T., Kenjuro, S., 2006. Effect of the plate thermal resistance on
the heat transfer performance of a corrugated thin plate heat exchanger. Heat
Transfer-Asian Research, 35, 209-223.
Hitoshi, M., Mari, U., 2004. Evaporation performance of a new plate-type heat
exchanger with winding tubes on plate surfaces (Estimation of performance
of the heat exchanger). Heat Transfer-Asian Research, 33(4), 245-257.
54

Hofman, A., 2000. Theoretical solution for the cross-flow heat exchanger.
İnternational Journal of Heat and Mass Transfer, 36, 127–133.
Iwai, H.,Tatsumi, K., Suziki, K., 2006. Effect of the plate thermal resistance on the
heat transfer performance of a corrugated thin plate heat exchanger. Heat
Transfer-Asian Research, 35, 209-223.
Jorge, A.W.G., Jose, M.P., 2004. Optimal configuration desing for plate heat
exchangers. İnternational Journal of Heat and Mass Transfer, 47, 4833-4848.
Jian, W., Yanzhong, L., Aimin, Z., Ke, Z., 2005. An experimental and numerical
investigation of flow patterns in the entrance of plate-fin heat exchanger.
İnternational Journal of Heat and Mass Transfer, 49, 1667-1678.
Juan, C.O., Adrian, B., 2000. Entropy generation minimization in parallel –plates
counterflow heat exchangers. İnternational Journal of Energy Research, 24,
843-864.
John, B.T., Sten, H., Carlos, L., 1999. Plate heat exchangers-the new trend in thermal
desalination. Desalination, 125, 243-249.
Jorge, A.W.G., Jose, M.P., 2003. Modeling of plate heat exchangers with generalized
configurations. İnternational Journal of Heat and Mass Transfer, 46, 2571-
2585.
Jialing, Z., Wei, Z., 2003. Optimization desing of plate heat exchangers for
geothermal district heating systems. Geothermics, 33, 337-347.
Kanaris, A.G., Mouza, A.A., Paras, S.V., 2006. Flow and heat transfer prediction in a
corrugated plate heat exchanger using a CFD code. Chemical Engineering
Technology, 29, 923-930.
55

Kwan-Soo, L., Woo-Seung, K., Jong-Min, S., 2001. Optimal shape and arrangement
of staggered pins in the channel of a plate heat exchanger. İnternational
Journal of Heat and Mass Transfer, 44, 3223-3231.
Kyoungwoo, P., Seungjae, M., 2005. Optimal desing of heat exchangers using the
progressive quadratic response surface model. İnternational Journal of Heat
and Mass Transfer, 48, 2126-2139.
Kuo, W.S., Lie, Y.M., Lin, T.F., 2005. Condensation heat transfer and pressure drop
of refrigerant R-410A flow in a vertical plate heat exchanger. İnternational
Journal of Heat and Mass Transfer, 48, 5205-5220.
Kotas, T.J., 1985. The Exergy Method of Thermal Plant Analysis. Anchor Brendon
Ltd., Great Britain, 296 p.
Koen, G., Birinchi, H., Dean, V., 2002. Application of computational fluid dynamics
to model the hdyrodynamics of plate heat exchanger for milk processing.
Journal of Food Engineering, 57, 237-242.
Kays, W.M., Crawford, M.E., 1980. Connective Heat and Mass Transfer. McGraw-
Hill, New York, 151 p.
Kern, D.Q., 1984. Process Heat Transfer. McGraw-Hill, International Book
Company, USA, 245 p.
Lottin, O., Guillemet, P., Lebreton, J.M., 2003. Effects of synthetic oil in a
compression refrigeration system using R410A.Part ІІ: quality of heat
transfer and pressure losses within the heat exchangers. İnternational Journal
of Refrigeration, 26, 783-794.
56

Lieke, W., Bengt, S., 2002. Optimal desing of plate heat exchangers with and
without pressure drop specifications. Applied Thermal Engineering, 23, 295-
311.
Li, H., Kottke, V., 1998. Visualization and determination of local heat transfer
coefficients in shell-and-tube heat exchangers for staggered tube
arrangement by mass transfer measurements, Experimental Thermal Fluid
Science, 17, 210–216.
Li, H., Kottke, V., 1999. Analysis of local heat and mass transfer in the shell-and-
tube heat exchanger with disc-and-doughnut baffles. İnternational Journal of
Heat and Mass Transfer, 42, 3509–3521.
Michele, C., 2006. Local effects of longitudinal heat conduction in plate heat
exchangers. İnternational Journal of Heat and Mass Transfer, 26, 3605-3612.
Mustafa, A., 2006. Klasik tip eş eksenli (merkezli) iç içe borulu ısı değiştiricisinde ısı
transferi ve basınç kaybının deneysel olarak incelenmesi. Makine
Teknolojileri Elektronik Dergisi, 4, 1-14.
Marcus, R., 1999. Use of high performance plate heat exchangers in chemical and
process industries. İnternational Journal of Thermal Sciences, 39, 999-1008.
Martin, H., 1992. Heat Exchangers. Hemisphere Publishing Corporation,
Washington, 593 p.
Negrao, C.O.R., Tonin, P.C., Madi, M., 2006. Supervision of the thermal
performance of heat exchanger trains. İnternational Journal of Heat and Mass
Transfer, 32, 2156-2165.
Ohadi, M.M., 2000. The Engineering Handbook. CRC Press LLC, USA, 685 p.
57

Riverol, C., Napolitano, V., 2005. Estimation of fouling in a plate heat exchangers
through the application of neural networks. Journal of Chemical Technology
and Biotechnology, 80, 594-600.
Reinhard, W., Nikolai, O., 2003. Experimental investigation of heat transfer and
pressure drop during the condensation process within plate heat exchangers
of the herringbone-type. İnternational Journal of Thermal Sciences, 43, 59-
68.
Reppich, M., Kohoutek, J., 1994. Optimal design of shell-and-tube heat exchangers.
Chemical Engineering and Processing, 18, 295–299.
Reppich, M., 1999. Use of high performance plate heat exchangers in chemical
and process industries. Int. J. Therm. Sci., 38, 999–1008.
Syed, M.Z., Bilal, A.Q., 2006. A probabilistic fouling and cost model for plate-and-
frame heat exchangers. İnternational Journal of Energy Research, 30, 1-17.
Saman, W.Y., Alizadeh, S., 2001. Modelling and performance analyses of a cross-
flow type plate heat exchanger for dehumidification/cooling. Solar Energy,
70(4), 361-372.
Sihari, N., Rao, B.P., Bengt, S., Sarit, K.D., 2004. Transient response of plate heat
exchangers considering effect of flow maldistribution. İnternational Journal
of Heat and Mass Transfer, 48, 3231-3243.
Stevanovic, Z., Ilic, G., Radojkovic, N., Vukic, M., Stefanovic, M., Vuskovic, G.,
2001. Design of shell-and-tube heat exchangers by using CFD technique.
Part 1. Thermo-hydraulic calculation, Mechanical Engineering, 8, 1091–
1105.
58

Soylemez, M.S., 2003. On the thermoeconomical optimization of heat pipe heat
exchanger HPHE for waste heat recovery. Energy Conversion and
Management, 44, 2509–2517.
Szargut, J., Morris, D.R., Steward, F.R., 1988. Exergy Analysis of Thermal,
Chemical and Metallurgical Processes. Hemisphere Publishing Corporation,
332 p.
Unuvar, A., Kargıcı, S., 2004. An approach for the optimum desing of heat
exchangers. İnternational Journal of Energy Research, 28, 1379-1392.
Ucar, A., Inalli, M., 2004. Thermal and economical analysis of a central solar heating
system with underground seasonal storage in Turkey. İnternational Journal of
Thermal Sciences, 42, 1245-1262.
Vega, M., Almendros-Ibanez, J.A., Ruiz, G., 2006. Performance of a LiBr-water
absorption chiller operating with plate heat exchangers. Energy Conversion
and Management, 47, 3393-3407.
Yonghan, K., Yongchan, K., 2005. Heat transfer characteristics of flat plate finned-
tube heat exchangers with large fin pitch. İnternational Journal of
Refrigeration, 28, 851-858.
Zhao-gang, Q., Jiang-ping, C., Zhi-jiu, C., 2006. Parametric study on the
performance of a heat exchanger with corrugated louvered fins. İnternational
Journal of Thermal Sciences, 24, 568-579.
Zhu,J., Zhang, W., 2003. Optimization desing of plate heat exchangers for
geothermal district heating systems. Geothermics, 33, 337-347.
59

EKLER
60

EK-1
61

EK-2
62

Adı Soyadı : Bayram KILIÇ
Doğum Yeri ve Yılı: İstanbul – 1978
Medeni hali : Bekar
Yabancı dili : İngilizce
Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl)
ÖZGEÇMİŞ
Lise : Haydarpaşa Teknik Lisesi Elektrik Bölümü (1992-1996)
Lisans : Süleyman Demirel Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine
Eğitimi Bölümü Tesisat Öğretmenliği (2003-2006)
Yüksek Lisans: Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine
Anabilim Dalı (2006-2008)
Çalıştığı Kurum/Kurumlar ve Yıl:
Yayınları (SCI ve diğer makaleler)
1-
2-
3-
63