Θερμοδυναμική ανάλυση και παραμετρική μελέτη του εξωτερικού συστήματος θέρμανσης Θερμαντλιών Stirling

Abstract

Στο παρόν κείμενο περιγράφεται μια τεχνολογική μελέτη στην οποία έγινε προσπάθεια για βελτίωση στο σχεδιασμό του εξωτερικού συστήματος θέρμανσης (ΕΗS) της αντλίας θερμότητας της μηχανής Stirling, προκειμένου να μειωθούν τα κόστη εγκατάστασης και λειτουργίας. Παρατηρήθηκε οτι αυτήν την στιγμή μόνο δυο σχεδιασμοί είναι διαθέσιμοι. Ένας σχεδιασμός που χρησιμοποιεί προαναμεμιγμένο καύσιμο και καυστήρα ψεκασμού αέρα και ένα σύστημα καυστήρα τυρβώδους διάχυσης που αναπτύχθηκε από το ΜΤΙ. Το μαθηματικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε υπολόγισε θερμοκρασίες σε διάφορα σημεία της μηχανής.Οι υπολογισμοί επιτεύχθηκαν ακολουθώντας έναν κώδικα για θαλάμους καύσης που αναπτύχθηκε από το ΑΝSI. Υπολογισμοί δείχνουν ότι το ΕΗS που βασίζεται σε καυστήρα ψεκασμού κοστίζει όσο το 70% του καυστήρα τυρβώδους διάχυσης, αλλά η απόδοση του είναι μικρότερη κατά 18%.

In the present text, a study was made in order to imrove the design of the external heat system (EHS) of a heat pump in Stirling engines, so that the installation and operation costs could be reduced. It was noticed that only two designs are available at this moment. One that uses premixed fuel and a transpiration burner and one that uses a system with a diffusion burner that it is developed by MTI. The mathematical model that was used calculated temperatures in various points. The calculation was achieved using a code for combustion chambers that was developed by ANSI. Results show that the EHS based on the transpiration burner costs 70% of the cost of the EHS based on diffusion burner, but his efficiency is smaller by 18%.