A Numerical Study on Determining the Effect of Original Evaporator Design on DX-SAHP System Performance

Orijinal Evaporatör Tasarımının DX-SAHP Sistem Performansına Etkisinin Belirlenmesi Üzerine Sayısal Bir Çalışma

Abstract

Greenhouse gases caused by non-renewable energy sources bring about global warming and climate change. Therefore, renewable energy sources, which are clean, economical, and unlimited energy sources, come to the fore. In the numerical study carried out, a unique finned evaporator design was made to increase the efficiency of the integrated direct-expansion solar-assisted heat pump systems (DX-SAHP). In the numerical analysis carried out in the ANSYS Fluent program, it was determined that the COP and electrical efficiency of the system were in good agreement with the results in the literature. As a result of the numerical analysis, COP was obtained as 3.88 and 3.60 for 0.025 kg/s and 0.050 kg/s flow rates, respectively. It was also determined that the electrical efficiency increased by 12% compared to natural convection in both flow rates.

Özet

Yenilenemeyen enerji kaynaklarının neden olduğu sera gazları küresel ısınmaya ve iklim değişikliğine neden olmaktadır. Bu nedenle temiz, ekonomik ve sınırsız enerji kaynağı olan yenilenebilir enerji kaynakları ön plana çıkmaktadır. Gerçekleştirilen sayısal çalışmada, entegre doğrudan genleşmeli güneş destekli ısı pompası sistemlerinin (DX-SAHP) verimliliğini artırmak için benzersiz bir kanatlı evaporatör tasarımı yapılmıştır. ANSYS Fluent programında yapılan sayısal analizde sistemin COP ve elektriksel veriminin literatürdeki sonuçlarla iyi bir uyum içinde olduğu tespit edilmiştir. Sayısal analiz sonucunda 0,025 kg/s ve 0,050 kg/s debiler için COP sırasıyla 3,88 ve 3,60 olarak elde edilmiştir. Ayrıca her iki akış hızında da elektriksel verimin doğal konveksiyona göre %12 arttığı tespit edilmiştir.

Keywords: DX-SAHP, yenilenebilir enerji, ısı pompası, evaporatör tasarımı, nümerik analiz