TTS’ler için Yoğuşma Tavasında Kanatçıklı Boru Tasarımı ile Atık Isı Geri Kazanımının Analizi: Enerji Verimliliği Üzerindeki Etkileri

Yıl 2023, Cilt: 7 Sayı: 1, 52 - 61, 06.07.2023

Zafer Deniz Mustafa Aktaş Süleyman Erten Fatma Nur Erdoğmuş Melis Öder

https://doi.org/10.46460/ijiea.1187987

Öz

Süpermarketlerde teşhir tipi plug-in soğutucular yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu soğutucularda şebekeye bağlı drenaj sistemi bulunmadığından, biriken defrost suyu PTC rezistans yardımı ile uzaklaştırılmaktadır. PTC rezistansının enerji tüketimi toplam enerji tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturmaktadır. Nihai enerji tüketiminin birincil enerji kaynaklarından karşılandığı düşünüldüğünde; fosil yakıtların azalması ve enerji maliyetlerinin artması ile tüketilen enerjinin daha verimli kullanılması gerekmektedir. Bu çalışmada, kompresör çıkışında kızgın buhar halindeki soğutucu akışkan kompresör basma hattı boruları ile defrost kabında bulunan durgun su içerisinden geçirilmiştir. Defrost kabı içerisinde bulunan basma borularına ilave kanatçıklar eklenerek ısı transferi artırılmış ve enerji tüketimi azaltılmıştır. Bu sayede soğutucunun enerji tüketimi azaltılarak mevcut sistemde “E” olan enerji sınıfı yeni tasarım ile “D” sınıfına yükseltilmiştir. Böylece çevre dostu bir tasarım ortaya koyulmuş ve birincil enerji tüketimi düşürülerek 1 adet soğutucu için 11,138 kg/gün CO2 emisyonu azaltılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Teşhir tipi soğutucu, Kanatçıklı boru, Enerji verimliliği, Enerji etiketi, Karbon vergisi

Analysis of Waste Heat Recovery with Finned Pipe Design in Condensate Pan for RDCs: Effects on Energy Efficiency

Öz

Plug-in refrigerated display cabinets are widely used in supermarkets. Since these cabinets do not have a drainage system connected to the mains, the accumulated defrost water is removed with the help of PTC resistance. The energy consumption of the PTC resistor constitutes nearly 20% of the total energy consumption. Considering that the final energy consumption is met from primary energy sources; With the decrease in fossil fuels and the increase in energy costs, it is necessary to use the consumed energy more efficiently. In this study, the refrigerant in superheated vapor state at the compressor outlet was passed through the compressor discharge line pipes and the stagnant water in the condensation pan. By adding additional fins to the discharge pipes in the condensation pan, heat transfer is increased and energy consumption is reduced. In this way, the energy consumption of the cabinet was reduced, and the energy class, which was "E" in the current system, was upgraded to the "D" class with the new design. Thus, an environmentally friendly design has been introduced and 11,138 kg/day CO2 emissions for 1 refrigerator have been reduced by reducing primary energy consumption.

Anahtar Kelimeler

Refrigerated display cabinet, Finned pipe, Energy efficiency, Energy labelling, Carbon tax

Kaynakça

• [1] Çalışkan S., Altunok T., Başkaya Ş., Güngüneş H.M. “Numerical Analysis of a Commercial Display Cabinet With Air Curtain”, Journal of The Faculty af Engineering and Architecture of Gazi University, 26 (414-424), 2011.
• [2] Commission Delegated Regulation (EU) 2019/2018 of 11 March 2019 supplementing Regulation (EU) 2017/1369 of the European Parliament and of the Council with regard to energy labelling of refrigerating appliances with a direct sales function (Text with EEA relevance). (2019, 11 March). Office Journal of the Europian Union (L 315). http://data.europa.eu/eli/reg_del/2019/2018/oj
• [3] Mon M. S., Gross U., “Numerical Study of Fin-Spacing Effects in Annular-Finned Tube Heat Exchangers”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 47 (1953-1964), 2004.
• [4] Ouyang X., Hu H., “Simulation Study on Optimal Structure of Circular Corrugated Finned Tube”, International Journal of Thermal Science, 179, 2022.
• [5] Okbaz A., Pınarbaşı A., Olcay B. A., “Experimental Investigation of Effect of Different Tube Row-Numbers, Fin Pitches and Operating Conditions on Thermal and Hydraulic Performances of Louvered and Wavy Finned Heat Exchangers”, International Journal of Thermal Science, 151, 2020.
• [6] Sadeghianjahromi A., Kheradmand S., Nemati H., Wang C. C., “Heat Transfer Enhancement of Wavy Fin-And-Tube Heat Exchangers Via Innovative Compound Designs”, International Journal of Thermal Science, 149, 2020.
• [7] Zhang Y., Yuan G., Wang Y., Gao P., Fan C., Wang Z., “Solidification of An Annular Finned Tube Ice Storage Unit”, Applied Thermal Engineering, 212, 2022.
• [8] Banu P.S.A., Lohith D. N. S. R., Kalyan M. P., Vempati D. S., Sai B. H., “Simulation of Fin and Tube Heat Exchanger and Validation with CFD Analysis”, Materialstoday: proceedings, 2022.
• [9] Tahrour F., Ahmad H., Ameur H., Saeed T., Abu-Zinadah H., Menni Y., “3D Numerical Study and Comparison of Thermal-Flow Performance of Various Annular Finned-Tube Designs”, Journal of Ocean Engineering and Science, 2022.
• [10] Kiatpachia P., Keawkamrop T., Asirvatham L. G., Mesgarpour M., Dalkılıç A. S., Ahn H. S., Mahian O., Wongwises S., “An Experimental Study of the Air-Side Performance of a Novel Louver Spiral Fin-And-Tube Heat Exchanger”, Alexandria Engineering Journal, 61 (9811-9818), 2022.
• [11] Devecioğlu A. G., Oruç V., “Soğutma Sistemlerinde R454C Kullanılmasının Deneysel İncelenmesi”, Politeknik Dergisi, 1 – 1, 2021.
• [12] Balıkçı A., Çeri B., ERİ, Tarkan Koca T., “Kendinden Kanatlı (Finli) Borulu Ekonomizerlerin Termal Performansa Etkisi”, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, Sayı 33, 400 – 406, 2022.
• [13] Incropera F. P., Dewitt D. P., Bergman T. L. and Lavine A. S. (2007). Fundamentals of Heat and Mass Transfer. ABD.
• [14] Cengel Y.A. “Heat Transfer”, Mcgraw-Hill (2nd ed.), (146-147-156-157-158-159-160), 2002.
• [15] Tawat S., Tanongkiat K., Atipoang N., “Enhancement of fin efficiency of a solid wire fin by oscillating heat pipe under forced convection”, Case Studies in Thermal Engineering 2, 36–41,2014.
• [16] Cuce E.,“Boyuna Uzatılmış Yüzeylerde Dikdörtgensel Oyukların Isı Atımına Etkisi: Bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Analizi”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 20, Sayı 5, 931 – 940, 2020.
• [17] Maha A. H., Vinous M. H., Hussein T. D., ”An implementation study on a heat sink with different fin configurations under natural convective conditions”,Case Studies in Thermal Engineering,30,2022.
• [18] Awad L., İbrahim Koç İ., Jawad S., “Farklı Malzemelerin Yüzey Şekli ve Pürüzlülüğünün Termal Temas İletkenliğine Etkisi İçin Deneysel Bir Çalışma”, AURUM Mühendislik Sistemleri ve Mimarlık Dergisi, Cilt 4, Sayı 2, 185 – 199, 2020.
• [19] Organ İ. ve Çiftçi T.E., “Karbon Vergisi”, Niğde Üniversitesi İİBF Dergisi, 2013, Cilt: 6, Sayı: 1, s. 81-95. 2013.
• [20] https://carbonpricingdashboard.worldbank.org/map_data