بررسي تجربي تاثير موانع در افزايش راندمان حرارتي آبگرمكن مخزن‌دار گازسوز

Experimental study on the enhancement of the thermal efficiency of a household gas water heater

اين تحقيق، افزايش راندمان حرارتي آبگرمكن مخزن‌دار گازسوز را به صورت تجربي بررسي مي‌كند. براي اين كار، از شش مانع جهت كاهش سرعت حركت گازهاي خروجي احتراق در تنوره آبگرمكن استفاده شد. با قراردادن 6 مانع در داخل تنوره، از خروج سريع گازهاي حاصل از احتراق جلوگيري به عمل آمد.3 مانع از نظر هندسه و ابعاد تقريبا مانند هم و 3 مانع از نظر هندسه و ابعاد متفاوت هستند. همچنين، فاصله بين موانع يكسان در نظر گرفته شد. هندسه و ابعاد موانع از روي بررسي‌هاي تجربي انتخاب شدند. نتايج تجربي نشان دادند كه در صورت استفاده از هندسه، ابعاد و ترتيب بهينه براي موانع، راندمان حرارتي تا 82/5 درصد افزايش مي‌يابد. همچنين، نتايج اندازه‌گيري تحليل‌گر گاز در آزمايشگاه، نشان داد كه با بهبود راندمان حرارتي، گازهاي آلاينده در خروجي دودكش نيز تقريبا در كمترين مقدار ممكن قرار داشتند. در نهايت، با درنظرگرفتن كميت‌هاي تاثيرگذار بر روي عدم قطعيت راندمان حرارتي، با لحاظ سطح اطميناني تقريباً برابر 95 درصد، عدم قطعيت كل براي راندمان حرارتي مدل بهينه نهايي عدد 0/17± محاسبه گرديد.

In this paper improvement of efficiency of a household gas water heater has been investigated experimentally. For this purpose, six baffles have been used for the deceleration of the hot exhaust gases in the middle tube of the water heater. Three of the baffles have almost the same geometry and dimension and the other three are different from geometry and dimension points of view. Also, the same distances between the baffles have been considered. The geometry and dimension of the baffles have been chosen by experimental tests. Experimental results show that by employing the optimum geometries and dimensions of the baffles and by selecting the optimum arrangement of the baffles, the thermal efficiency of the household gas water heater has been improved and increased up to 82.5%. Experimental results also show that by the improvement of the thermal efficiency of the household gas water heater, pollutant emissions which have been measured by the gas analyzers at the laboratory remained almost at the lowest level. Finally, by taking into account the effective parameters on the uncertainty for the thermal efficiency, in terms of the level of almost 95% for insurance against the reported number for the efficiency, the total uncertainty of the final optimized model for the thermal efficiency is ± 0.17.