بهینه‌سازی عددی یک رادیاتور خانگی و بررسی تجربی ظرفیت حرارتی آن

نویسندگان

1 دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

رادیاتورها از جمله وسایل رایج در گرمایش فضاهای خانگی و اداری محسوب می‌شوند و ارتباط تنگاتنگ با بخش انرژی دارند. در یک رادیاتور، انتقال حرارت با افزایش جریان هوا در امتداد سطوح گرم و با افزایش اختلاف دمای هوا و سطح حرارتی افزایش می‌یابد. ابتدا، تحلیل عددی پدیده انتقال حرارت جابجایی آزاد به کمک نرم افزار تجاری فلوئنت جهت یافتن طرح بهینه از یک رادیاتور آلومینیومی صورت گرفت و سپس به منظور ارزیابی حرارتی آن از استاندارد ملی ایران به شماره 4022 در تطابق با استاندارد جهانی ایزو 3148 به عنوان مرجع آزمون تجربی بهره گرفته شد. مطابق با این استاندارد اتاق آزمون شامل دو اتاقک تودرتو است: اتاقک داخلی و محفظه خارجی؛ در اتاقک داخلی رادیاتور قرار می‌گیرد و محفظه خارجی توسط هوای سرد قابل خنک شدن است. در این تحقیق، سه تست در دماهای مختلف متوسط آب گرم ورودی و خروجی رادیاتور برابر با 5±80، 5±65 و 5±50 درجه سلسیوس، جهت یافتن رابطه تجربی ظرفیت حرارتی رادیاتور صورت گرفت. در کلیه تست‌ها، دمای متوسط اتاق بوسیله 20 حسگر دمای جانمایی شده در محیط اتاق آزمون، در محدوده بین 19 تا 21 درجه سلسیوس نگه‌داشته شد. مقایسه نتایج تجربی با تحلیل عددی ظرفیت حرارتی رادیاتور توافق خوبی را نشان می دهد. 

کلیدواژه‌ها


[1] International Standard ISO 3148, “Radiators, Convectors and Similar Appliances- Determination of Thermal Output –Test Method Using Air-Cooled Closed Booth”, 1975-07-01. [2] AFNOR 442-1, "European Standard for Water Radiators NF EN", Paris. [3] AFNOR 442-2, "European Standard for Water Radiators NF EN", Paris. [4] AFNOR 442-3, "European Standard for Water Radiators NF EN", Paris. [5] ISIRI No. 4022, "Radiators, Convectors and Similar Appliances- Determination of Thermal Output –Test Method Using Air-Cooled Closed Booth", in persian. [6] B.W. Olesen, E. Mortensen, J. Thorshauge, "Thermal Comfort in a Room Heated by Different Methods", Technical Paper no. 2256, Los Angeles Meeting, ASHRAE Transactions 86, 1980. [7] J.A. Myhren, S. Holmberg, "Flow Patterns and Thermal Comfort in a Room with Panel, Floor and Wall Heating", Journal of Energy and Buildings 40/4, pp. 524– 536, 2008. [8] S. Holmberg, F. Molin, J.A. Myhren, "Space Heating at Low Temperature Difference Between Heating Unit and Ambient Air", 9th International Conference on Air Distributions in Room, Coimbra, Portugal, September, pp. 162–163, 2004. [9] J. Miriel, S. Pretot, L.Serres, T. Mare. "Low Temperature Vertical Water Radiator, Study of Thermal Exchanges and Numerical Visualization of Air Velocity Fields". Proceedings of FLUCOME 2000, Sherbrooke, Canada, August 2000. [10] S. shahryari, "Experimental and Theoretical Investigation of Household Radiator for Optimization Design", MSc. Thesis, Sharif University of Technology, 1994 (In Persian). [11] S.M.B. Beck et.al, "A Novel Design for Panel Radiators", Applied Thermal Engineering 24, pp. 1291–1300, 2004. [12] Jonn Are Myhren, "Sture Holmberg, Performance Evaluation of Ventilation Radiators", Applied Thermal Engineering 51, pp. 315-324, 2013. [13] A.A. Rostami, "Introduction to Heat Transfer (translation)", Isfahan University of Technology publication, 2000, in persian. [14] Fluent Incorporated, GAMBIT: "Modeling Guide", Fluent Incorporated, Lebanon, NH, USA, 1999. [15] ISIRI No. 4023, "Radiators, Convectors and Similar Appliances- Determination of Thermal Output –Test Method Using Liquid-Cooled Closed Booth", in persian. [16] International Standard ISO 3150, "Radiators, Convectors and Similar Appliances- Calculation of Thermal Output and Presentation of Results", 1975-07-01.