Abstract

The paper investigates whether air-water heat exchanger with longitudinal fins along the air flow direction are an appropriate means to reduce pressure loss in mechanical ventilation systems, compared to conventional heating coils. To answer this question, theoretical calculations regarding pressure loss and heat transfer are performed and the results are checked by measurements. It is found that a longitudinal fin heat exchanger with 30 radially arranged fins and an overall length of 830 mm transfers the same heat flow as a conventional heating coil (∅ 125). The pressure loss only adds up to about 60 % to 70 %, so a reduction of 30% to 40% can be achieved. Additionally it is expected, that the longitudinal fin heat exchanger is more suitable for efficient low temperature heating systems, because of the countercurrent heat transfer. The disadvantage of its increased length can be compensated by integrating the longitudinal fin heat exchanger in a duct silencer, which is required anyway. Hence, the energy efficiency of mechanical ventilation system can be increased.

نمونه ترجمه مقاله:

در سیستم­های تهویه­ی مکانیکی امروزی، کویل­های گرمایشی/سرمایشی شامل لوله­هایی هستند که در آن­ها آب گرمایشی/سرمایشی مرتبا در جهت عمود بر جریان هوا گردش دارد (شکل 1 را ببینید). این لوله­ها به پره­هایی مجهز می­شوند تا سطح انتقال حرارت و بنابراین جریان گرما افزایش یابد. در شکل1، پره­ها در یک ردیف قرار گرفته­اند. این مورد یک مبدل حرارتی جریان متقاطع[1] را ارائه می­دهد. در موارد دارای چند لایه لوله بسته به سیم­کشی هیدرولیکی، مبدل حرارتی جریان متقاطع اتفاق می­افتد.

مزیت این نوع کویل گرمایشی، نیاز به فضای کم بوده و به همین دلیل است که این تکنولوژی کاربردهای فراوان پیدا کرده است. با این وجود یکی از معایب آن، دوره­های زمانی کوتاه برای انتقال حرارت است. برای سرعت جریان هوای m/s 2 و طول پره­ی cm 4، هوا تنها برای 02/0 ثانیه با سطح گرمایشی در تماس است. بنابراین به دانسیته­ی بالای پره­ها و اختلاف دمای زیاد نیاز است. این امر منجر به افت فشار زیاد در سمت هوا و دمای بالای سیستم در سمت آب گرمایشی منجر می­شود. دمای زیاد آب گرمایشی که در کویل­های گرمایشی متداول مورد نیاز است برای سیستم­های گرمایشی دمای پایین مدرن مناسب نیست. بعنوان مثال برای رسیدن به بازدهی انرژی بالا، بویلرهای کمپرسور به آب گرمایشی حدود 55 درجه­سانتیگراد/ 40 درجه سانتیگراد (رایاتورها) و پمپ­های گرمایشی به آب گرمایشی حدود 35 درجه سانتیگراد/ 28 درجه­سانتیگراد (گرمایش کف) نیاز دارند. کویل­های گرمایشی مرسوم امروزی نیازمند آب گرمایشی دمای بالا در محدوده­ی 80-60 درجه­سانتیگراد هستند. با این وجود بالاترین دمای مورد نیاز، تعیین­کننده­ی دمای آب گرمایشی است که توسط ژنراتور گرما فراهم می­شود.

[1] Cross Current