طراحی و بهینه‌سازی مبدل‌های حرارتی فشرده در سیکل تبرید

چکیده

مبدل‌های حرارتی فشرده تأثیری بسیار مهم در تبادل انرژی دارند؛ بنابراین بهینه‌کردن این مبدل‌ها از نظر انتقال انرژی حرارتی، علاوه بر افزایش ضریب عملکرد و مقدار سرمایش در سیستم‌های سرمایش گازی، در هزینه‌ها و قیمت تمام شده نیز مؤثر است. برای رسیدن به ضریب عملکرد بالا در سیکل تبرید تراکمی بخار با مبرد R-134 برای سرمایش، چگالنده و تبخیرکننده نقشی کلیدی دارند. هر دو اینها از نوع مبدل‌های حرارتی فشرده هستند. در این پژوهش، مبدل‌های حرارتی فشرده برای افزایش بازده حرارتی بررسی شده‌اند. تبخیرکننده ورقه‌ای و چگالنده با جریان موازی، که دو نوع بسیار مهم از مبدل‌های حرارتی فشرده هستند، برای سیکل تبرید طراحی می‌شوند. روابط مربوطه با استفاده از روش مقدار اثر (ε -NTU) ارائه و تحلیل رایانه‌ای برای بهینه کردن این مبدل‌ها انجام شده است. مدلی نیز برای کل چرخه تبرید ارائه شده است. نتایج به‌دست آمده با مقادیر تجربی مقایسه شده‌اند و مطابقت خوبی را نشان می‌دهند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Optimization of Compact Heat Exchangers in Refrigeration Cycle

چکیده [English]

Compact heat exchangers have a significant impact on energy transfer and therefore optimization of heat                 exchangers increases the efficiency of thermal energy transfer and gas cooling degrees. Such heat exchangers are also cost-effective. Condenser and evaporator of refrigeration vapor compression cycles supplied with R-134 are both compact heat exchangers which play a significant role. In this study, the compact heat exchangers were investigated in terms of thermal efficiency. Laminated evaporator and parallel flow condenser (as the most important types of compact heat exchangers), were designed for refrigeration cycle. The formulation was based on effectiveness method   and a computer analysis was carried out for optimization. Also a model was presented for the whole refrigeration cycle. Finally results were compared to experimented data and revealed a very good agreement.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compact Heat Exchanger
  • Laminated Evaporator
  • Parallel Flow Condenser
  • Computer Program

[1] Sunden B. & Shah R.K., Compact Heat Exchangers, 2007.

[2] Kays, london, Compact Heat Exchanger, 1975.

[3] Davis G.L., Chianese Jr.F. & Scott T.C., “Computer simulation of automotive air conditioning”, Society of automotive Engineers, 1972.

[4] Kyle D.M., Mei V.C. & Chen F.C., “An automobile air conditioning design model”, Society of Automotive Engineers, 1993.

[5] Sahnoun A. & Webb R.L., “Prediction of heat transfer and friction for the louver fin geometry”, ASME Journal of Heat Transfer, Vol. 114, pp. 893-900, 1992.

[6] Webb R.L., Chang Y.J. & Wang C.C., “Heat transfer and friction correlations for the louver fin geometry”,              J. Mech E, C496/: 081: 533-41, 1995.

[7] Castro F., Tinaut F.V. & Rahman Ali A.A., “Automotive evaporator and condenser modeling”, Society of Automotive engineers, 1993.

[8] Anon, Refrigeration technical data, Japan Refrigeration Association, 1986.

[9] Kakac S., Shah R.K. & Aung W., Handbook of single-phase convective heat transfer, John wiley and sons, Inc., 1987.

[10] Dohoy J. & Dennis N., “Numerical modeling of cross flow compact heat exchanger with louvered fins using thermal resistance concept”, The Journal of University of Michigan, 2002.

[11] Sunden B., International Journal of Heat Exchangers, Volume VIII, 2007.