Murat Ünverdi

Heat‐recovery ventilation systems improve both energy efficiency and indoor air quality of buildings. These systems' plate heat exchangers (PHXs) offer sustainable solutions by recovering thermal energy and reducing heating–cooling and building maintenance costs. This study examined the numerical designs of cubic and cross‐flow air‐to‐air PHXs for energy recovery and indoor ventilation. Four‐parameter, four‐sublevel PHXs were designed using Taguchi experimental design (L ₁₆ ) and Computational Fluid Dynamics (CFD). Within a flow rate range of 50–200 m ³ /h, the geometric dimensions and operating conditions of the optimally designed PHXs were determined based on two performance indicators: recovered thermal power and sensible thermal effectiveness. The B‐32‐10‐240 PHX model was optimally designed in terms of recovered thermal power. This model recovers approximately 1120 W of heat, has a sensible thermal effectiveness of 77.47%, and has a volumetric flow rate of 276 m ³ /h. The B‐20‐10‐240 PHX model was optimized for sensible thermal effectiveness. It has a sensible thermal effectiveness of 79.47%, recovers approximately 718 W of heat, and has a volumetric flow rate of 173 m ³ /h. The pressure losses of the B‐32‐10‐240 are 2.1 times higher than those of the B‐20‐10‐240. Furthermore, the CFD effectiveness of the optimal PHX models and other models in the L ₁₆ array were compared with and validated against those obtained using the ε‐NTU method. Additionally, the effectiveness of all PHX models were compared to those reported in similar studies.

Doğal biyolojik yapılarda karşılaşılan mini kanallar (MKlar), teknolojik uygulamalarda yaygınlaşmaktadır. MKlarla ısı ve kütle geçişi sistemlerinde kompaktlık artırılarak boyut, hacim ve aracı akışkan miktarı azaltılabilmektedir. MKlarla ısı geçişinin iyileştirilmesi amacıyla gövde borulu mini kanallı ısı değiştiricide (GB-MK-ID) zıt yönlü ve aynı yönlü (paralel) akış düzenlemeleriyle toplam ısı geçiş katsayısındaki (TIGK) ve basınç düşümündeki değişimler deneysel araştırılmıştır. Ayrıca GB-MK-IDnin deneysel sonuçları literatürden gövde borulu ısı değiştiricilerin (GB-ID) deneysel sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bunun yanı sıra performans indeksiyle () GB-MK-IDnin işletme limitleri belirlenmiştir. Zıt yönlü TIGKları 1750-3950 W/m2K aralığında değişirken, aynı yönlü deneysel TIGKları 1270-3675 W/m2K aralığında değişmektedir. GB-MK-IDnin TIGKları literatürdeki GB-IDlere göre ortalama %25 daha yüksektir. Ancak MK kullanmak basınç düşümlerini artmıştır. GB-MK-IDnin performans indeksine göre işletme limitleri 5000

Endüstriyel mühendislik uygulamalarında kullanılan ısıl sistemlerde enerji verimliliği, işletme maliyetlerini etkileyen önemli konu başlıklarındandır. Isıl sistemlerin enerji verimliliğini; seçilen aracı akışkanların termo-fiziksel özelikleri ile sistemin geometrik, ısıl ve hidrodinamik tasarım değişkenleri etkilemektedir. Nanoakışkanlar, ısıl sistemlerde taşınımla ısı geçişinin iyileştirilmesi amacıyla konvansiyonel saf taşıyıcı sıvıların (KSTS) yerine önerilmektedir. Ancak, nanoakışkanların genel enerji verimliliğine etkileri, KSTSlarla karşılaştırmalı olarak yeterince tartışılmamıştır. Bu çalışmada, mini kanallı borularla üretilen prototip gövde borulu bir ısı değiştiricide, boru tarafında soğuyan Al2O3-su nanoakışkanlarının enerji verimliliğine etkileri deneysel incelenmiştir. Üç farklı hacimsel oranda (%0.2, %0.4 ve %0.8) hazırlanan nanoakışkanların, KSTS suya göre enerji verimliliğine etkileri iki farklı ölçütle (Performans Değerlendirme Ölçütü-PDÖ ve Verimlilik Değerlendirme Ölçütü-VDÖ) değerlendirilmiştir. Ayrıca sunulan çalışmaya benzer şekilde; literatürde yayımlanan, levhalı ısı değiştiricilerde (LID) ve gövde borulu ısı değiştiricilerde (GBID) nanoakışkanların kullanıldığı deneysel çalışmaların verileriyle, PDÖ ve VDÖ hesaplanarak, KSTSların ve nanoakışkanların enerji verimliliğine etkileri karşılaştırılmıştır. Literatürdeki deneysel verilerle hesaplanan enerji verimliliği sonuçları, sunulan çalışmanın deneysel enerji verimliliği sonuçlarıyla karşılaştırılarak tartışılmıştır. Sunulan çalışmadaki %0.2, %0.4 ve %0.8 hacimsel oranlı Al2O3-su nanoakışkanlarının PDÖlerinin ortalaması KSTS suya göre sırasıyla -%38, -%27.1 ve -%38.1 daha düşük iken, VDÖlerinin ortalaması da sırasıyla 0.62, 0.73 ve 0.61’dir. PDÖ ve VDÖ sonuçları, KSTSların enerji verimliliği bakımından, nanoakışkanlara göre daha üstün olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak; nanoakışkanların enerji maliyetleri bakımından, endüstriyel tesislerin ısıl sistemlerinde KSTSların yerine kullanılmasının uygun olmadığı elde edilmiştir. Ancak nanoakışanlar, düşük enerji verimliliği ve diğer dezavantajlarının önemsiz olduğu, yüksek ısı akısı (taşınım katsayısı) istenen, özel amaçlı ısıl sistemlerde, gerekli tüm önlemler alınarak ve çözümler uygulanarak kullanılabilir.

The energy efficiency of heat exchangers has become crucial in industrial applications due to ever-increasing energy costs. Therefore, various methods have been developed to enhance heat transfer and accelerate the process (shortening the time), reduce the size of heat exchangers, and increase energy (fuel) efficiency. In recent years, researchers have recommended nanofluid suspensions in place of common heat transfer fluids to improve energy efficiency. Nanofluid suspensions are obtained by adding nanometer-sized particles (less than 100 nm in at least one dimension) to heat transfer fluids. This study focused on experimental data in the literature to investigate the effects of nanofluids on transferred thermal power and required pumping power in heat exchangers. The relationship between the transferred thermal power and the pumping power was defined by two different performance criteria (Performance Evaluation Criterion-PEC and Energy Efficiency Criterion-EEC), allowing us to scrutinize the effects of nanofluids in thermal systems on energy efficiency (energy consumption) from a more realistic perspective. The results show that nanofluids are more disadvantageous than conventional heat transfer fluids in terms of the energy budget in industrial applications. It is concluded that nanofluids can be used in special applications where those disadvantages are insignificant.

Isı geri kazanımlı (IGK) havalandırma sistemleri, kirli havayı dış ortama atarken, eşit miktarda taze havanın (dengelenmiş havalandırma) iç ortama sürekli beslenmesi amacıyla kullanılmaktadır. IGK havalandırma sistemleri, iç ortamın ısıl konfor koşullarından ödün vermeden, hava kalitesini iyileştirmektedir. Bu çalışmanın amacı, küçük bir konutun taze hava ihtiyacını karşılayacak havadan havaya zıt-yarı çapraz akışlı (ZYÇA) bir levhalı ısı değiştiriciyi (LID) sayısal tasarlamaktır. ZYÇA LIDnin ısıl ve hidrodinamik performansı; temiz tarafta geri kazanılan ısıl güç, duyulur ısıl etkenlik, ortalama ısı akısı, özgül ısıl güç (ÖIG), özgül fan gücü (ÖFG) ve hidrodinamik-ısıl büyütme oranı (HIBO) için değerlendirilmiştir. ZYÇA LIDnin ısıl ve hidrolik performansı, yarı-çapraz akışlı (YÇA) ve çapraz akışlı (ÇA) LIDlerin ısıl ve hidrodinamik performanslarıyla karşılaştırılmıştır. Küçük bir konutun taze hava ihtiyacı olan 125 m3/h debiye kadar, LID tasarımına zıt akış bölgesinin eklenmesi; geri kazanılan ısıl gücü ve basınç düşümünü çok fazla etkilemezken, ortalama ısı akısı ve ÖIGü olumsuz etkilemiştir. Ancak, zıt akış bölgesi LIDnin ısıl etkenliğini artırarak, ÖFG ve HIBOnı iyileştirmiştir.

Renewable and environmentally friendly energy sources are becoming increasingly important nowadays. This growth in importance also has an effect on the energy conversion systems using more eco‐friendly and renewable energy sources (geothermal, wind, solar) than fossil fuels, the use of which has been reduced these days (oil, coal, natural gas, etc.). From this perspective, renewable energy sources and the conversion efficiency of the facilities which use these sources have also gained importance. The purpose of this study is to calculate the energy and exergy efficiency of the Irem binary cycle geothermal power plant located in Germencik‐Aydın, Turkey geothermal area. Data measured in the power plant were used in the calculations, and correlations were developed depending on the ambient temperature. In addition, exergoeconomic analysis was performed by taking into account the total cost of the power plant (investment and maintenance costs). The greatest energy (97,805.34 kW) and exergy (6463.8 kW) losses were observed in the air‐cooled condenser. The first law efficiency and the second law efficiency of the power plant were found to be 5.89% and 33.8%, respectively. Furthermore, a model was proposed for 6 different refrigerants with the purpose of investigating the availability of the waste heat and consists of a numerical thermodynamic optimization of the model in this study. © 2017 American Institute of Chemical Engineers Environ Prog, 37: 1523–1539, 2018

In this study, heat transfer and pressure drop characteristics have been experimentally investigated by using Al2O3-water nanofluids in the chevron-type plate heat exchanger. The purpose of the experiments was to determine the heat transfer coefficient and pressure drop for different flow rates of 90, 120, 150, 180, 240, and 300 kg/h and different volume concentrations of 0.25%, 0.5%, 0.75%, and 1% of the nanofluids. The Nusselt number of the nanofluids increased with the increasing volume concentration and flow rate at constant hot water flow rate and constant inlet temperatures. The increase in the Nusselt number is 42.4% when compared to distilled water at the maximum volume concentration and Reynolds number (600 ? Re ? 1900) in the nanofluids-plate heat exchanger. It has been concluded that nanofluids enhanced the heat transfer significantly and pressure drops at the maximum volume concentration and the Reynolds number increased by between 6.4% and 8.4% compared to distilled water.