دانلود مقاله بهینه سازی کنداسورهای لوله پرّه دار با استفاده از یک سیستم هوشمند

بهینه سازی کنداسورهای لوله پرّه دار با استفاده از یک سیستم هوشمند
خلاصه :
مسیر عبور مبّرد ( تعداد pass ) تأثیر قابل توجهی بر روی ظرفیت مبدل می گذارد .

یک مهندس طراح به طور معمول یک مسیر عبور برای مبرد مشخص می کند و با استفاده از یک مدل شبیه سازی شده و یا یک تست آزمایشگاهی از درستی تصمیم خود یقین حاصل می کند .

فر آیند بهینه سازی مسیر حرکت جریان با استفاده از تکنیک های جستجوی هوشمند می تواند بهبود پیدا کند .

این مقاله تجربیاتی را همراه با یک برنامه بهینه سازی هوشمند متفاوت و جدید ارائه می کند .

ISHED یک سیستم هوشمند برای طراحی مبدل های حرارتی است ، این سیستم به کار گرفته شده است تا با طراحی مسیر عبور جریان مبرد در کنداسورهای لوله پرّه دار ظرفیت آنها رابه حداکثر برساند .

این برنامه ( ISHED ) در یک حالت نیمه داروینی ( Darwinian ) عمل می کند و سعی می کند تا مسیر هایی را برای عبور جریان پیدا کند که ظرفیت کنداسور را برای شرایط خاص کار کرد و پیش فرض های طراحی کنداسور به حداکثر برساند .

در اینجا نمونه هایی از مسیر های بهینه سازی وجود دارد که برای 6 مبرد گوناگون طراحی شده است .

ISHED نشان داد که می تواند ساختاری از مسیر عبور جریان را ، با ظرفیت هایی برابر و حتّی بیشتر از ظرفیت های بدست آمده با روش های محاسباتی و طراحی دستی به وجود آورد ، به ویژه در مواردی که هوا با توزیع غیر یکنواخت وارد می شود .

مقدمه :
اِواپراتورها ( بخار کننده ها ) و کنداسورها ی لوله پرّه دار از انواع عمده مبدل های مبرد هوا هستند .

عملکرد آنها تحت تأثیر تعداد زیادی از پارامتر های طراحی است ، برخی از این پارامترها محدود می شوند به سفارش ها و یا قابلیت ها و توانایی های تولید و ساختِ صنعتیِ که در دسترس می باشد .

هنگامی که ابعاد خارجی مبدل ، قطر لوله ، فاصله گذاری بین لوله ها و پرّه ها و محدوده سطح انتقال حرارت معین شد ، مهندس طراح بایستی ترتیبی برای قرار گیری لوله هایی که مرتبط با تعیین جریان مبرد در داخل لوله های مارپیچی هستند مشخص کند .

در واقع هدف مهندس طراح مشخص کردن مسیری است ، که مبرّد در آن مسیر ، ظرفیتِ دِبی لوله های مارپیچی را به حداکثر مقدار خود برساند .

تعداد این مسیرها ، که برای عبور جریان مبرد ، می توان یکی از آنها را برگزید مشخص هستند .

برای مثال یک مبدل حرارتی سه ردیفه با دوازده لوله در هر ردیف تقریباً دارای 2 x 1045 حالت ممکن به عنوان ساختارِ مسیر عبور جریان است .

اکنون می توان گفت فرآیند طراحی مسیر عبور جریان در وحله اوّل توسط تجربه مهندس طراح و پس از آن به کمک برنامه هایی که عملکرد مبدل را شبیه سازی می کنند هدایت می شود .

(انتخاب) طراحی یک مسیر جریان بهینه برای مبرد وقتی سخت تر می شود که توزیع جریان هوا بر روی سطح لوله های مارپیچ داخل مبدل به طور غیر یکنواخت باشد .

در چنین حالتی ، ممکن است مهندس طراح به اشتباه بیاُفتد و تغییرات سرعتِ جریان هوا را یکنواخت فرض کند ، که در چنین شرایطی این فرض ، کاهش ظرفیت را برای مبدل به دنبال خواهد داشت ( Chwalow Skietal : 1989 ) .

در میان مقالاتی که در حال بررسی در رابطه ، باعث بهینه سازی مسیر جریان مبرد هستند ، یک ارزیابی تحلیلی درباره تعداد بهینه لوله های موازی در یک اِواپراتور ( تبخیر کننده ) نشان داد که حداکثر ظرفیت مبدل هنگامی میسّر می شود که افت دمای اشباع مبرّد برابر با 33% اختلاف دمای میانگین بین مبرد و دیواره لوله باشد ( Granryd and Palm 2003 ) .

بررسی شبیه سازی 6 چیدمان برای مسیر جریان ، ما را به این نتیجه رساند که ، با یک طراحی مناسب و درست برای مسیر جریان مبرد ، ممکن است ، سطح انتقال حرارت در قیاس با ساختار هایی رایج به اندازه 5% کاهش یابد ( Liangetall .

2001 ) .

بررسی دیگر با توجه به عملکرد های متناوب R22 ، نشان داد که در کندانسورها ، مبرّدهای گوناگون ، برای به حداکثر رساندن ظرفیت مبدل ( کندانسور ) نیاز به ساختار های گوناگون در مسیر جریان دارند .

( Cassonetal .

2002 ) .

نتایج شبیه سازی نشان می دهد که ، مبردهای فشار بالا ، هنگامی که با جریان جزئی بالا استفاده می شوند ، مؤثرتر از R22 هستند و علت آن افت کم دمای اشباعشان است و به علت این امر نیز ، افت فشاری است که مبرد دچار آن می شود .

این نتیجه گیری ، مفهوم فاکتور جریمه را ( Penalty Factor ) بیشتر روشن می کند ( Cavalliniatal .

2000 ) ، که در محاسبه اُفت دمای اشباع مبرد در طی یک چگالش با جابجایی اجباری به کار گرفته می شود .

یک وجه مشترک بین تمامی مطالعات و بررسی های ذکر شده بالا ، این است که تمامی آنها مبدل های حرارتی لوله پرّه دار ، با چیدمان های اوّلیه متفاوت برای مسیر جریان را مورد توجه قرار داده اند .

اکنون یک نگرش امکان پذیر است ، با پیشرفت هایی که در ساخت ماشین های هوشمند به وجود آمده ، طرح های مدار حرکت ، که بر اساس ، اقتضای شرایط ایجاد می شوند ، می توانند برای بکارگیری مبدلهای خاص با توزیع هوای ورودی یکنواخت و غیر یکنواخت تولید شوند .

این توانایی ها به اثبات رسیده است ، چگونه !؟به وسیله یک سیستم بهینه سازی جدید و متفاوت به نام ISHED ( Domanskietal .

2004a ) .

پی گیری کار مشخص کرد ، که به کارگیری ISHED برای بهینه سازی مدار حرکتِ ( مسیر ) مبرد در اِواپراتورهایی که با ایزو بوتان ( R600a) ، R134a ، پروپان ( R290 ) ، R22 ، R140a ، R32 کار می کنند میسّر است .

( Domanskietal .

2004b ) .

در این مقاله به کار گیری ISHED را برای کندانسورهایی که با همین 6 مبرد کار می کنند ، شرح و سبط می دهیم .

2- بهینه سازی مدار حرکت مبرد با ISHED : شکل 1 یک دیاگرام از سیستم ISHED را نشان می دهد .

این سیستم مرکب است از یک شبیه ساز مبدل حرارتی ، که ظرفیت های مبدل را متناسب با ساختارهای گوناگون مسیر جریان (مدارحرکت ) فراهم می سازد و یک دستگاه برنامه ساز که در آماده کردن ساختارهای جدید شرکت می کند .

ISHED از یک نظریه تحولیِ همراه با جابجایی استفاده می کند ، که در آن ISHED در یک برنامه تولید ساختار مدار جریان عمل می کند ، هر قسمت از این فرآیند تولید ، به وسیله شبیه ساز تغییر می کند ، که ظرفیتی را به عنوان یک مقدار مناسب عددی برای مبدل فراهم می سازد .

طرح های مدار حرکت ( جریان ) و مقادیر مناسب ظرفیت شان برای تصمیم گیری درباره تولید طرح های بعدی مدار جریان ، به برنامه کنترل ( Control Modnle ) بر می گردند .

از این پس فرآیند بهینه سازی به یک حلقه تکرار برده می شود و به تعداد تولیدات مشخص شده تکرار می شود .

از دیگر طرح های ISHED ، استفاده از دو برنامه ساز ، به عنوان نسل جدیدی از تولید کننده های مسیر جریان مبرد است .

این دو برنامه ساز عبارتند از : – Based Evolutionary Computational / Module Knowledge Symbolic Learning Module.

برنامه ساز یا همان کنترل کننده برنامه تصمیم می گیرد که چه برنامه ای را برای (تولید) ایجاد مدارِ بعدی مورد استفاده قرار گیرد .

در ابتدای برنامه بهینه سازی ، – Based Evolutionary Computational / Module Knowledge Symbolic Learning Module.

تا زمانی که ، ظرفیت های حاصل از تولیدات مدار حرکت ، بهینه باشد مورد استفاده قرار می گیرد ، سپس در صورت بهینه نبودن ظرفیت ها با برنامه قبلی فرآیند با برنامه Learning ـ Symbolic عوض می شود و این برنامه نیز تا زمانی که باعث بهبود ظرفیت حاصل از تولیدات مدار حرکت می شود ، اجراء می شود و این تعویض شدن دو برنامه با یکدیگر به طور متناوب ، با توجه به ظرفیت ماکزیمم ادامه پیدا می کند .

این عمل ( تعویض شدن دو برنامه با یکدیگر ) توسط بخش کنترل کننده برنامه ها انجام می شود .

ساختار تابعیِ ISHED ـ Figure 1 مدل شبیه سازی شده مورد استفاده در این سری مطالعات ، COND ، متشکل است از برنامه شبیه سازی COND ـ EVAP ( NIST .

2003 ) .

COND در یک طرح لوله به لوله تهیه و سازماندهی شده است که به کاربر اجازه می دهد تا یک ساختار دلخواه برای مسیر جریان مبرد و یک توزیع یک بعدی دلخواه برای هوای ورودی مشخص کند .

هنگامی که مبرد در داخل یک لوله از بخار فوق گرم به جریان دو فازی تغییر می کند و یا از یک جریان دو فازی به مایع مادون سرد تغییر می کند ، برنامه محل عبور و انتقال را تعیین می کند ، و اُفت فشار و انتقال حرارت وابسته به همان قسمت را درخواست می کند .

به عنوان هدف اصلی این تحقیق ، ما توانایی کلی COND ( سرعت و واگرایی ) را بهبود بخشیدیم ، و اُفت فشار مربوطه را در لوله های راست بالا بردیم ، (Muller – SteinhagenandHeck 1986 ) و خم ها ( مثل زانویی ها ) را به طول های راست تبدیل کردیم .

( Idelchik 1986 ) .

خواص مبردهای مورد بررسی : جدول 1 مبرّدهای مورد استفاده در این تحقیق را ارائه می دهد .

این مبرّد ها به خاطر این برگزیده شده اند که گستره وسیعی از خواص فیزیکی راکه بر روی مبدل حرارتی و عملکرد سیستم هوشمندِ ما تأثیر می گذارند ، در خود جای می دهند .

اطلاعات مربوط به مبردها ـ جدول 1 ( 1 ) خواص تمامی سیالات بر اساس Refprop ( Lemmonetall .

( 2 ) مربوط به دمای شبنم 45C .

( 3 ) در فشار ثابت .

( 4 ) ( Ash Rae2001 ) .

( 5 ) پتانسیل گرمایی جهانی .

( 6 ) ( Calm and Hourahan .

2001.

Ipcc2001 ) .

تفاوتها در خواص ترمودینامیکی مبرّدهای تحت مطالعه و بررسی را می توان به طور کاملاً واضح و آشکار در دیاگرام دما ـ آنتروپی مشاهده کرد ، این دیاگرام در شکل 2 ارائه شده است ، که آنتروپی در آن ، با توجه به مقیاسِ مطابق شکل ، یک مقایسه کیفی را میسر می سازد .

قسمت های گنبدی شکلِ دو فازیِ نشان داده شده در منحنی های دیاگرام شکل 2 به طور قابل توجهی متفاوت هستند ، که این امر عمدتاً ناشی از تفاوت دمای بحرانی و گرماهای ویژه مولی می باشد ، در نتیجه بر اساس یک سری از اصول تئوری ترمودینامیکی ، سیال های انتخاب شده به هنگام تحویل و تغییر فاز در یک سیکل تراکمی بخار دارای ضریب عملکرد های بسیار متفاوتی هستند .

با ملاحضه و بررسی عملکرد کندانسور متوجه می شویم که ، محل نقطه بحرانی و گرمای ویژه مولی بر روی درجه حرارت فوق گرم بخار در ورودی کندانسور تأثیر می گذارد ، همچنین بر روی دمای بحرانی ، فشار کندانسور ، چگالی بخار و تغییر دمای اشباع متناسب با فشار نیز تأثیر می گذارد .

در میان خواص متغیر ، ضریب انتقال حرارت هدایتی مایع و چگالی آن برای عملکرد مبدل از اهمیت ویژه ای بر خوردارند .

شکل 3 این خواص را برای مبردهای بررسی شده نسبت به خواص مشابه در R22 نمایش می دهد .

( در جایی که Tsat و P دما و فشار نقطه شبنم را مشخص می کند .) Figuer2 دیاگرام دما ـ آنتروپی برای مبردهای بررسی شده ( آنتروپی مطابق با عرض ( پهنای ) ناحیه گنبدی شکل مربوط به ناحیه دو فازی می باشد .

Figure3 خواص تر مو فیزیکی مبرد های انتخاب شده نسبت به خواص R22 در دمای C 45 هدف از فرآیند طراحی مبدل حرارتی استخراج کردن ( پیدا کردن ) خواصی از مبدل است ، که به کمک آنها ، در طراحی ، ظرفیت مبدل را به حداکثر برسانیم .

این امر مهم وابستگی شدید دارد ، به تعیین مدار حرکت مبرّد با جریان جرمی بهینه که برای ضریب انتقال حرارت مبرد در افت فشار قابل قبول و مناسب ، مفید خواهد بود .

دیگر مسئله قابل توجه و ملاحظه ایجاد ساختاری برای مدار حرکت مبرد است ، تا بتواند نقش یک مبدل ، با یک جریان ترکیبی هم جهت ـ مختلف الجهت را بین مبرد و هوا ایفا کند .

با توجه به تعداد خواص مبرد که بر روی عملکرد کندانسور تأثیر می گذارند ه پیدا کردن طرح مدار حرکت ( جریان ) بهینه ، یک امر مهم و بسیار دشوار است ، حتی برای یک مهندس طراح با تجربه .

کندانسور انتخاب شده و شرایط کار کرد : در این بررسی ما از یک کندانسور دو ردیفه مشابه با یک سیستم هوا ساز 5.2 kw .

استفاده کردیم.

جدول 2 پارامترهای طراحی کندانسور را نشان می دهد .

شرایط کارکرد برای هوا به صورت زیر تعریف شده : دمای هوای ورودی C 35 ، رطوبت نسبی 50% و فشار 101.325 kpa .

حال یاد آوری می کنیم که این پروژه تحقیقاتی تغییرات سرعت یکنواخت و غیر یکنواخت هوای ورودی را بررسی می کند .

برای تمامی مسیرهای بهینه سازی و شبیه سازی ، ما دمای اشبای ورودی کندانسور را در C 45 ثابت نگه داشتیم و دمای مادون سرد را در 5C ، اما برای هر سیال یک دمای مافوق گرم متفاوت تعریف کردیم .

ما دمای فوق گرم را بر اساس شرایط خروجی اِواپراتور که دمای اشباع در آن C 7.2 ، C 5 محاسبه کردیم و همچنین برای راندمان فشار ، مقدار 70% را محاسبه کردیم .

این نظریه برای تعیین وضعیت مبرد در ورودی کندانسور به عنوان یک پیش فرض در نظر گرفته شده است .

Table 2 اطلاعات طراحی کندانسور Table 3 شرایط مبرد در ورودی کندانسور 5- بهینه سازی مدار جریان کندانسور : هر مسیر بهینه سازی ISHED ، از 500 شکل مختلف که هر شکل می تواند خود نیز دارای 20 حالت گوناگون برای مدار جریان باشد ، تشکیل شده است .

از این رو هر یک از مسیرهای بهینه سازی می تواند دارای 10000 شکل و حالت منحصر به فرد برای تحول و ساختار مدار حرکت سیال باشد .

به محظ تکمیل شدن فرآیند بهینه سازی ، ما بهترین طرح را بررسی کردیم و آن را اصلاح نمودیم تا با مشکلات و واقعیات مراحل ساخت مطابقت پیدا کند .

ما فرآیند های بهینه سازی را در دو سری تقسیم بندی کردیم : 1 بهینه سازی برای توزیع یکنواخت هوای ورودی 2 بهینه سازی برای توزیع غیر یکنواخت هوای ورودی نتایج بدست آمده برای توزیع یکنواخت هوای ورودی : ما طراحی را به طریقه دستی برای 14 ساختار گوناگون مدار جریان آغاز کردیم .

این طرح های دستی در 5 فرم کلی تشکیل شده بودند .

این طرح ها شامل طرح یک مداره ، دو مداره هم گرا به یک لوله مشترک ، سه مداره هم گرا به یک لوله مشترک ، دو مداره جدا گانه ، چهار مداره جداگانه و یک طرح با هفت مدار جداگانه بودند .

ما این طرح ها را با Cond برای هر مبرد تغییر دادیم وسپس عملیات بهینه سازی را با استفاده از ISHED اجراء کردیم .

برای مبردهای R290 ، R22 ، R32 ، R410a ، ISHED طرح های مدار جریان را با یکی کردن دو شاخه از مدار جریان در یک نقطه مشترک به ما برگرداند .

برای دو مبرد باقی مانده ، یعنی R134a و R600a که فشار اشباع پایین تری نسبت به گروه اول دارند ، ISHED مدار جریان را با یکی کردن سه شاخه از مدار در یک نقطه مشترک طراحی کرد .

شکل 4 نتایج بدست آمده از بهترین طرح های دستی برای ساختار مدار جریان و ساختار های بهینه سازی شده توسط ISHED را نشان می دهد .

برای هر یک از مبرّدهای طرح ISHED بهتر یا حداقل از لحاظ باز دهی معادل با بهترین طرح های دستی برای مسیرهای مدار جریان دستی .

شکل4 ظرفیت های کندانسور برای قسمت های مربوط به طراحی های دستی و طراحی های بهینه ISHED با توجه به دانش خواص سیالات ، به نظر منطقی می رسد که سیالات تحت مطالعه و بررسی به لحاظ وضعیت و شکل و شمایلی که در شکل 4 نشان داده شده است ، یک طبقه بندی و دسته بندی نسبی داشته باشند .

R600a تأثیر پذیری نا سازگارتری نسبت به دیگر مبرّد ها در مقابل افزایش جریان جرمی از خود نشان می دهد ، و به نظر می رسد که این مبرّد برای جریان های هم سو ( Parallel ) عمل کرد بهتر و سودمند تری نسبت به دیگر مبرّد ها از خود نشان می دهد و بر عکس این حالت برای مبرّد R32 صادق است .

ISHED در ابتدای فرآیند بهینه سازی از این خصوصیات هیچ گونه آگاهی ندارد ، امّا می فهمد که یک سری خواص مشخص ، نتایج بهتر و مطلوب تری در بر دارند و بنا براین در هر تولید ( ایجاد یک مسیر جریان برای حرکت سیال در مدار ) نسبت به تولید قبل بیشتر از این خواص بهره می گیرد .

ما ممکن است این موضوع را در ذهن خود داشته باشیم ، که اگر چه مدار های بهینه ISHED برای سیال مربوطه شان بی نظیرند ، امّا طرح های مشابه برای انواع مبرد ها ، تقریباً مشابه عمل می کرد .

شکل 5 دو طرح را که مشخصه و نمایانگر این دو گروه از طرح ها ( طرح های مشابه ) هستند را نشان می دهند .

شکل 5 برای مدار جریان در کندانسور های با مدار دو شاخه و سه شاخه طرح های بهینه شده ISHED نظریه دیگر می تواند شکل بگیرد ، این است که رده بندی مسیر هایی که در شکل 4 نشان داده شده ، مربوط می شود به ترتیب فشار آنها ( i.e ) .

مبرّدهایی که فشار اشباعشان بالاست ، عملکرد بهتری نسبت به مبرّدهای فشار اشباع پایین دارند .

افزایش ظرفیت مبدل بین مبرّد R32 با فشار اشباع بالا و R600a با فشار اشباع پایین ، 18% است .

در مجموع رده بندی به دست آمده بر حسب عملکرد با گزارشات به دست آمده از عملکرد یک اِواپراتور مشابه مطابقت و همخوانی دارد .

( Domanskietal 2004 ) .

( در اینجا یک استثناء وجود دارد که آن هم تغییر در عملکرد R22 و R290 است ، که تغییر نسبی در خواص تأثیر گذار این سیالات در دمای تبخیر و چگالش می تواند این استثناء را توجیح کند ) .

بعد از این ممکن است به این مسئله فکر کنیم که رده بندی و ترتیب ذکر شده برای این شش مبرّد تحت بررسی و مطالعه می تواند یر عکس باشد ، به شرطی که ما آنها را مطابق با سیکل ترکیبی بخار تئوریشان لیست بندی کنیم .

از این رو مشکلات و مضرّات Cop تئوری مبرّدهای با فشار اشباع بالا می تواند به واسطه طراحی بهینه اِواپراتور ها ( تبخیر کننده ها ) و کندانسورها ( تقطیر کننده ها ) کاهش پیدا کند .

شکل 6 ظرفیت های اِواپراتور برای تست های طراحی شده به صورت دستی و طراحی های بهینه مدار جریان توسط ISHED .

نتایج بدست آمده برای توزیع هوای ورودی به صورت غیر یکنواخت : کندانسور های با خنک کن هوایی و جریان ـ متقاطع ، عموماً در معرض جریان های هوای غیر یکنواخت هستند .

برای کندانسورهایی که در سیستم های تهویه مطبوع ، جدا از هم مورد استفاده قرار می گیرند ، فن معمولاً از نوع مکش زوری است و در بالای سیستم لوله کشی قرار دارد ، البته با یک راهنمای عمودی نسبت به لو له های کندانسور .

حال با چنین شرایطی آزمایشِ مؤثر بودنِ طراحیِ ISHED برای کندانسورهایی که در معرض توزیع غیر یکنواخت جریان هوا قرار دارند ، بسیار جالب خواهد بود .

برای این امر مهم ( آزمایش عملکردِ ISHED ) ، ما توزیع جریان هوا را در یک محیط چگالش کننده بیرونی و در هوای آزاد ، اندازه گیری کردیم ، و آن را نسبت به اندازه کندانسور و شدّت جریان حجمی هوا که در این بررسی 30.5 m3/min است ، مقیاس بندی کردیم .

جدول 4 ترتیب نقاط اندازه گیری شده ای که تغییرات سرعت هوا را تعریف می کند ، به همراه اندازه موقعیت ، نسبت به کف محیط چگالش کننده را نشان می دهد .

شکل 7 تغییرات سرعت مربوطه را ترسیم کرده است .

جدول 4 نقاط اندازه گیری شده برای سرعت هوای ورودی شکل 7 توزیع غیر یکنواخت جریان هوا ما با استفاده از تغییرات جریان هوای غیر یکنواخت ، عملکرد هر مبرّد را در کندانسور بهینه شده برای جریان هوایی یکنواخت شبیه سازی کردیم .

برای همه موارد ( مبرّدها ) ظرفیت مبدل با جریان هوای غیر یکنواخت کمتر از ظرفیت مبدل با جریان هوای یکنواخت بوده بنابراین ما هر مسیر لوله جریان ( کویل ) را دوباره با ISHED طراحی کردیم .

طراحی جدید ISHED در همه موارد قادر به باز گرداندن بخش از دست رفته ظرفیت مبدل بود .

شکل 8 نتایج این شبیه سازی را نشان می دهد .

هر چقدر که تغییرات جریان هوا کمتر یکنواخت می شود فرآیند بهینه سازی مسیر ( مدار ) مبرّد هم از اهمیت بیشتری بر خوردار می شود .

نکته حائز اهمیت این است که در واقع ما مجموعه ای از شبیه سازی ها را برای یک کندانسور که با R22 و یک مجموعه از تغییرات ساده در سرعت جریان هوا کار می کرد ، انجام دادیم .

همه این تغییرات سرعت در هوا ، یک شدت جریان حجمی کلی داشت که 30.5 m3/min بود ( مشابه شبیه سازی قبلی ) ، امّا در گرادیان سرعت ، یک تفاوت ( غیر یکنواختی ) وجود داشت .

ما میزان این غیر یکنواختی را به وسیله فاکتور انحنا ( S ) مشخص کردیم .

برای جریان هوای یکنواخت با سرعت 1 m/s ، s=1 و برای جریانی که از یک سمت کندانسور آغاز می شود و به طور خطی تا سمت دیگر کندانسور به 2 m/s افزایش می یابد ، s=2 .

شکل 8 نمودار بازگشت ظرفیت از دست رفته کندانسور ناشی از توزیع نا مناسب جریان هوا توسط مدار بهینه شده ISHED .

شکل 9 ظرفیت های کندانسور به ازای بهترین مدار جریان برای جریان هوای یکنواخت و مقایسه آن با مشابه بهینه شده آن برای تغییرات خاص جریان هوا .

شکل 9 ظرفیت های مبدل را برای انواع گوناگون توزیع جریان هوا در ورود نمایش می دهد .

در شکل 9 منحنی پایینی آن دسته از ظرفیت هایی که برای جریان هوای توزیع به طور یکنواخت بهینه شده اند را نشان می دهد .

منحنی بالایی ظرفیت هایی از کندانسور را که مبرّد آن برای هر شکل خاص از توزیع هوا ، بهینه شده است را نشان می دهد .

شکل 9 اثبات می کند که بخش وسیعی از ظرفیت از دست رفته مبدل که ناشی توزیع غیر یکنواخت جریان هوا است می تواند به واسطه طراحی بهینه مدار جریان باز گردانده ( احیاء ) شود .

شکل 10 طرح های مدار مبرّد تولید شده توسط ISHED ، برای بدترین شرایط بحرانی تحت بررسی را نشان می دهد ، که در این شرایط جریان هوا با سرعت صفر از سمت چپ لوله های کندانسور حرکت می کند و سرعت به طور خطی تا گوشه ها ی سمت راست به 2 m/s افزایش می یابد .

در این طرح دو ورودی و یک خروجی وجود دارد ، امّا دو مدار ورودی طول های متفاوتی دارند .

برای یک مدار 12 لوله و برای مدار دیگر 8 لوله به کار می رود .

حتّی یک مهندس با تجربه ممکن است به سختی بتواند ، بهترین تعداد ، برای لوله های هر مدار و نقاط ترکیب و اتصال آنها را ، که به ازای آن ظرفیت مجموع لوله ها برای تغییرات غیر یکنواخت جریان هوا به ماکزیمم می رسد ، تشخیص دهد .

شکل 10 طراحی مدار به وسیله ISHED برای تغییرات خطی جریان هوا با ضریب شیب ( انحناء ) s=1 .

نتیجه گیری : ما عملکرد ISHED را برای بهینه سازی مدار جریان مبرّد در کندانسورهای لوله ـ پرّه دار آزمایش کردیم .

با توجه به پارامتر های عملیاتی و پیش فرض های فنی ISHED قادر به تولید یک ساختار مدار جریان بهینه که به خوبی نمونه های طراحی شده به صورت دستی یا بهتر از آن عمل میکند می باشد .

ISHED به شکل ویژه ای در بهینه سازی ساختار مدارهایی که با تغییرات غیر یکنواخت سرعت هوا سرو کار دارند ، توانمند است .

از زمانی که تنها هدف ISHED به حداکثر رساندن ظرفیت مبدل ها است ، طرح های ISHED نیازمند اصلاح شدن به طریقه دستی می باشند و یک مهندس طراح باید طراحی را با قید و بند ها و پیش فرض های عملیات ساخت مطابقت دهد .

ISHED با پیش فرض ها و محدودیت هایی غیر از آنچه به وسیله شبیه سازی مبدل حرارتی در مورد مبرّد یا سطح انتقال حرارت بر آن تحمیل شده است آشنا نیست .

مسیر های بهینه سازی با مبرّد ها ی R600a ، R134a ، R290 ، R22 ، R410 و R32 نشان دادکه مبردهای با فشار اشباع بالا ، از ساختار محدود مدار ، بیشتر از مبرّد های R600a ، R134a با فشار اشباع پایین ، سود می برند .

نسبت ظرفیت کندانسور برای بهترین سیال عامل یعنی R32 و بدترین سیال عامل یعنی R600a ، 18/1 بود .

بهترین عملکرد مبرّد های با فشار اشباع بالا در مبدل حرارتی ، این فرصت را می دهد تا مشکلات Cop تئوری این مبرّد ها را درسیکل های ترکیبی بخار نسبت به سیالاتِ ( مبرّد ها ) با فشار اشباع پایین کاهش دهیم .

GWP looyearshorizonایمنی حرارتیگرمای ویژه مولی بخار ( j/mol )جرم مولی ( g/mol )فشار بخار اشباع ( kpa )2مبرّد