AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe results showed that the Design-6 had the highest heat exchange surface area $(6,9681m^2)$, the lowest pressure loss (88.9790kPa), as wellas the highest EGR value of $(0,0783m^2kPa^{-1})$.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study horizontal ground heat exchangers with seven different geometric patterns were investigated for their energy efficiencies using computational simulations. The geometric patterns were designed to fit in a garden area of 30 $m^2$ (6mx5m) and the models were constructed two-dimensionally for the ease of computational calculations. The designs were compared to each other in terms of heat exchange surface areas, pressure losses, and energy efficiencies. To better facilitate the energy efficiency comparison of the designs the energy gains ratio (EGR) was used. It was described as the ratio of heat exchange surface area to pressure loss. The results showed that the Design-6 had the highest heat exchange surface area $(6,9681m^2)$, the lowest pressure loss (88.9790kPa), as wellas the highest EGR value of $(0,0783m^2kPa^{-1})$. However, since the Design-6 was designed to have too many pipe joints, whereas the other designs might be used as intact pipeline, the practical use of the Design-6 was thought to be risky from the operational maintenance point of view. The results were promising to help improving the project.
Özet
Bu çalışmada yedi farklı geometrik tasarıma sahip yatay toprak ısı değiştiricilerin enerji verimini etkileyen basınç kayıpları bilgisayar destekli simülasyonlar aracılığı ile incelenmiştir. 30 $m^2$’lik (6mx5m) bir bahçe alanında kullanılmak üzere tasarlanan modeller, denklemlerin hesaplama kolaylığı açısından, iki boyutlu olarak oluşturulmuştur. Her bir tasarım ısı değişim yüzey alanları, basınç kayıpları ve enerji verimlilikleri açısından karşılaştırılmıştır. Enerji verimlilikleri açısından karşılaştırılmaları ısı değişim yüzey alanlarının basınç kayıplarına oranı olarak tabir edilen enerji kazanım oranı değerleri üzerinden yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara bakıldığında Tasarım-6’nın en yüksek ısı değişim yüzey alanına $(6,9681m^2)$, en düşük basınç kaybına (88,9790kPa) ve aynı zamanda en yüksek enerji kazanım oranına sahip olduğu $(0,0783m^2kPa^{-1})$ görülmüştür. Her ne kadar diğer tasarımlara göre Tasarım-6 en enerji verimli gözükse de işletim ve bakım açısından değerlendirildiklerinde diğer tasarımlar yek pare olarak kullanılabileceklerken Tasarım-6’nın çok fazla bağlantı elemanı içermesinden dolayı pratik kullanımının riskli olduğu düşünülmektedir. Sonuçların projenin geliştirilmeye devam edilmesi açısından çok verimli olduğu görülmüştür.