مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه‌ی سیستم مه‌آب برای پیش‌سرمایش هوای ورودی به کندانسور چیلر هواخنک

نویسندگان
1 تهران، بزرگراه جلال آل احمد، استاد دانشگاه تربیت مدرس، بخش مهندسی مکانیک، اتاق 309
2 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
3 استاد رشته مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
یک روش کاربردی برای افزایش ضریب کارایی چیلرهای هواخنک، پیش‌سرمایش هوای ورودی به کندانسور آن با استفاده از یک سیستم مه‌آب است. این مقاله به مطالعه‌ی سیستم مه‌آب با نازل‌های اسپری مخروط حفره‌ای می‌پردازد و اثر دبی آب اسپری، قطر قطرات آب و تعداد نازل‌ها را بر عملکرد سیستم بررسی می‌نماید. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت و بر اساس دیدگاه اولری-لاگرانژی انجام شده است. استقلال حل از شبکه محاسباتی بدست آمده و صحت‌ جواب با داده‌های تجربی تأیید شده است. طبق نتایج بدست آمده در دبی ثابت هوای 8.3 کیلوگرم بر ثانیه، با افزایش دبی آب از 0.05 تا 0.4 کیلوگرم بر ثانیه، درصد افزایش ضریب کارایی چیلر از 3 به حدود 14 می‌رسد، اما درصد آب تبخیرشده از 12.13 به 7.62 کاهش می‌یابد (البته میزان آب تبخیرشده افزایش می‌یابد). هم‌چنین با کاهش قطر قطرات آب از 200 میکرومتر به 50 میکرومتر، درصد افزایش ضریب کارایی از 4 به حدود 24 افزایش می‌یابد. به‌دلیل درصد تبخیر آب کمتر در دبی‌های بالاتر، در دبی کل ثابت تعداد نازل‌های اسپری افزایش داده شد که مطابق نتایج، افزایش تعداد نازل‌ها سبب بهبود عملکرد سیستم می‌گردد. هم‌چنین با شبیه‌سازی‌های دیگر نتیجه شد که افزایش تعداد نازل‌ها در دبی‌های بیشتر و قطرهای کمتر ذرات آب مؤثرتر است. در نهایت با توجه به مطالعه‌ی موردی انجام‌شده نشان داده شد که در صورت استفاده از تعداد کافی نازل اسپری، می‌توان در دبی‌های پایین‌تر به ضریب کارایی‌های بالاتر دست یافت و در نتیجه علاوه بر کاهش مصرف انرژی، کاهش آب مصرفی نیز حاصل می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Study of water mist system for pre-cooling the entering air of an air-cooled chiller condenser

نویسندگان English

Ghassem Heidarinejad 1
Mohammad Reza Asadi Moghaddam 2
Hadi Pasdar Shahri 3
1 Tehran, Ale Ahmad Ave, Tarbiat Modares University, Department of Mechanical Engineering, Room 309
چکیده English

A practical method for improving the COP of an air-cooled chiller is pre-cooling the entering air of its condenser via a water mist system. This article studies a water mist system with hollow-cone spray nozzles and investigates the effects of water flow rate, water droplet diameter and the number of spray nozzles on system performance. Simulations were run by software FLUENT applying Eulerian-Lagrangian method. Solution grid independency was obtained and it was validated with experimental data. According to the results, in a constant air flow rate of 8.3 (kg/s), with increasing the water flow rate from 0.05 to 0.4 (kg/s), percent increase of COP increases from 3 to about 14, but the percentage of evaporated water decreases from 12.13 to 7.62 (however the value of evaporated water increases). Besides, decreasing the water droplets’ diameter from 200 to 50 micrometer, results in percent increase of COP from 4 to 24. Due to less water evaporation in higher flow rates, the number of spray nozzles was raised in a constant total flow rate that according to the results, increasing the number of nozzles improves the system performance. Also with other simulations it was observed that increasing the number of nozzles is more effective in higher flow rates and less drop diameters. Finally by the case study, it was demonstrated using sufficient number of nozzles, it is possible to achieve higher COPs in lower flow rates and therefore in addition to energy consumption decline, the water consumption could be lowered.

کلیدواژه‌ها English

COP
Air-Cooled Chiller
Water mist system
Hollow-Cone Nozzle
Eulerian-Lagrangian method