Analiza zastosowania wymiennika lamelowego typu "rurka ciepła' do odzysku ciepła w klimatyzacji

• Autorzy: Łęcki M.

Warianty tytułu

EN

Heat pipe heat exchanger (HPHE) application analysis for heat recovery in air conditioning systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono próbę zamodelowania wymiennika lamelowego, w którym elementem wymieniającym ciepło były rurki ciepła. Opisano jednowymiarowy model wymiany ciepła w rurce ciepła oparty na sieci oporów, poprzedzony przybliżeniem pracy układu oraz obli-czeniem współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni wymiennika (porównanie z symulacją CFD). Następnie wybrano odpowiednią strukturę kapilarną dla czynnika roboczego, którym była woda. Wyjaśniono algorytm użyty w celu otrzymania strumienia ciepła wymienianego przez pojedynczą rurkę oraz rozkład temperatur wzdłuż wymiennika. Otrzymane numerycznie wyniki porównano z eksperymentem [8]. Model w pewnym stopniu był zbieżny z empirycznie otrzymanymi wartościami. Różnicę pogłębił fakt, że mierzony strumień ciepła przenoszony przez rurki nie był stały. Analizując układ przy założeniu nie wykraplania pary wodnej z powietrza należy stwierdzić, że zastosowanie rurek ciepła jest ekonomicznie nieuzasadnione w stosunku do tradycyjnego wymiennika krzyżowego. Ciepło skraplania mogłoby w znaczący sposób zwiększyć gęstość strumienia ciepła, wówczas zastosowanie rurek ciepła mogłoby być uzasadnione.

EN

The paper presents an attempt to model heat pipe exchanger (HPHE). One dimensional heat pipe model based on thermal resistance network is described, preceded by explanation of various heat transport limits and calculation of heat transfer coefficient on heat exchanger surface (comparison with CFD simulation). Further capillary structure suitable for working fluid (which is water) is chosen and two algorithms are explained: one determining heat flux transported by single heat pipe and second estimating temperature distribution along heat exchanger. Results obtained from numerical models are compared with experiment [8]. Developed model is, to some extent, convergent with empiric values. Differences are increased by fact that measured heat flux exchanged by heat pipes is not constant. Application of heat pipe heat exchanger instead of traditional cross-flow plate heat exchanger is not economically justified, analyzing the system assuming air is dry (no condensation). Condensation could considerably increase heat flux coeflicient and justify use of heat pipes as heat transport devices.

Słowa kluczowe

PL

wymiennik lamelowy; odzysk ciepła w klimatyzacji

EN

heat pipe heat exchanger; heat recovery in air conditioning systems

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 47, nr 6
• Strony: 34--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łęcki M.

• Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] KAYS W.M., LONDON A.L.: Compact Heat Exchangers. 2nd Edition, Mc Graw-Hill Series in Mcchanical Engineering. New York, 1964.
• [2] PETERSON G.P.: AN introduction to heat pipes: modeling, testing and applications. John Wiley & Sons, Canada 1994.
• [3] REAY D., KEW R: Heat Pipes, Theory, Design and Applications. ButterwWorth-Heinemann, London 2006.
• [4] BRENNAN P.J., KROLICZEK E.J.: Heat Pipę Design Handbook. B&K Engineering, Maryland 1979.
• [5] LEWIS R.W., PERUMAL NITHIARASU KANKAHALLY N. SEETHARAMU: Fundamentals of the Finite Element Method for Heat and Fluid Flow. Wiley 2004
• [6] CHEN L., PETERSON G.P.: The effective thermal conductivity of wirescreen. International Journal ot Heat and Mass Transfer 49 (2006).
• [7] NOIE-BAGHBAN, MAJIDE1AN G.R.: Waste heal recovery using heat pipe heat exchanger (HPHE) for surgery rooms in hospitals. Applied Thermal Engineering 20 (2000).
• [8] MOSTAFA A. ABD FJ-BAKY. MOIIAMED MOUSA M.: Heat pipe heat exchanger for heat recovery in air conditioning. Applied Thermal Engineering 27 (2007).