Toprak-hava ısı değiştiricisi performansına etki eden parametrelerin hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile araştırılması / Investigation of the parameters affecting on earth air heat exchanger performance with computational fluid dynamics

Abstract

Günümüzde Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımları, enerji, iklimlendirme ve savunma sanayi gibi bir çok alanda yaygın ve başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Çünkü Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) araçları, analitik yöntemlerle doğrudan hesaplanamayan karmaşık mühendislik problemlerinde akışkan davranışını, ısı transferini ve basınç kayıplarını doğru tespit edilmesi ile zaman ve maliyet açısından önemli avantajlar sağlamaktadır. Bu çalışmada, bir toprak-hava ısı değiştiricisi (THID)' nin performansına etki eden parametreler ısıtma ve soğutma durumu için, Autodesk Simulation CFD programıyla analiz edilmiştir. Simulasyon sonuçları, Şanlıurfa iklim koşullarında ölçülen deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı ile elde edilen sonuçların deneysel ölçümlerle uyum içinde olduğu ve deneysel sonuçlardan ortalama sapmasının ısıtma durumunda %10 ve soğutma durumunda % 3 olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı ile toprak-hava ısı değiştiricilerinin termoakış analizleri her türlü çalışma durumunda yapılacağı ve kabul edilebilir sonuçlar elde edilebileceği görülmüştür. Nowadays, Computational Fluid Dynamics (CFD) softwares are used in many industrial sectors such as energy, air-conditioning and defense widely and successfully. Because, Computational Fluid Dynamics (CFD) tools provide significant advantages in terms of time and cost with accurate detemination of fluid behavior, heat transfer and prseesure losses in complex engineering problems that can not be directly calculated by analytical methods. In this study, the parameters affecting on the performance of an earth air heat exchanger (EAHX) were analyzed by Autodesk Simulation CFD program for the heating and cooling conditions. Simulation results were compared with experimental results measured in Şanlıurfa climatic conditions. It is determined that the results obtained from the CFD sofware are in agreement with the experimental measurements and the average deviation from the experimental results is 10% for heating condition and 3% for cooling condition, respectively. As a result, it is seen that the thermofluid analysis of the earth air heat exchangers can be carried out for any working condition and the acceptable results can be obtained with aid of Computational Fluid Dynamics (CFD) sofware.