Computer aided design of a heat pipe heat recovery device

Abstract

in - Ut, Bu çalışmada, Amonyak ile çalışan., perde sargılı fitilli ve kendinden alüminyum kanatlı ısı borularından oluşan kanatlı boru deme t inde ki ısı iletimi özelliklerini kapsayan bir genel a maçlı teorik simülasyon modeli gelişti r i imiş ve kişisel bilgisayar tarafından analiz edilmek üzere programlanmıştır. Teorik model, verilen bir uygulamada» demetteki her ısı borusunda transfer edilen ısı miktarım hesaplamak için NTU (İletim birim sayısı ) yöntemini ve boruların çalışma sınırlarını belirlemek için de basit ısı borusu hesap yöntemini içermektedir. Geliştirilen model, daha sonra, ticari klima santral larında yaz ve kıs şartlarında çalışacak havadan havaya ısı borulu ısı geri kazanım cihazlarının performansını ve uygulanabilirliğini araştırmak amacıyla kullanılmıştır. Isı esanjörünün çalışmasını incelemek ve optimum çalışma, şartlarını belirlemek amacıyla» sıra sayısı» ısı borusu eğimi., kanat sayısı, besleme havası sıcaklığı» hava debisi» ısı kapasitesi oranı gibi çeşitli parametrik çalışmalar yapılmıştır. Ayrıca» karşılaştırma ve değerlendirme amacıyla ısı geri kazanım cihazlarının ana amacı olan toplam tasarrufu veren bir ekonomik analiz bölümü modele eklenmiştir. Parametrik çalışmalar» kış şartlarında besleme ve egsoz ısı kapasitelerinin eşit olması durumunda egsoz havasının enerjisinin X 70 oranında geri kazanılabileceğini göstermiştir. Isı kapasite oranının i 'den farklı olduğu durumlarda verim daha da artmaktadır.

- 11 - ö İ KAC? I In this research study, a general purpose theoretical simulation model» which covers the characteristics of heat transfer through staggered finned tube bank consisting of Ammonia filled Aluminium heat-pipes with wrapped screen wick and integral Aluminium fins, was developed and put into numerical fors to be analyzed by a personal computer. The theoretical model includes NTU ( Number of Transfer Units) method to determine the heat transfer of each heat-pipe In the bank for a given application and simple heat-pipe calculation procedure to determine the operating limits of the pipes. The model developed was then used to predict the performance and applicability of air-to-air heat-pipe heat recovery devices which will operate both in winter and in summer in commercial air handling units. Various parametric studies, such as effect of number of rows, heat-pipe inclination, fin density, supply air temperature, air flow rat, capacity rate ratio, were done to analyze the behavior of the heat exchanger and find optimum operating conditions. Moreover, an economic analysis section which gives the total savings, the prime purpose of any heat recovery device, was added to the model for comparison and rating of devices. Parametric studies hs.ve shown that up to 70 per cent of the energy of the exhaust air can be recovered in winter operation if the supply and exhaust flow capacity rates are equal. If the capacity rate ratio is different than 1, then effectiveness increases.