1-1- مقدمه
در سال های گذشته، افزایش سطح استاندارهای زندگی، به کارگیری سیستمهای تهویه مطبوع را با افزایش چشمگیری روبه رو کرده است.
افزایش استفاده از سیست مهای تهویه مطبوع ارتباط مستقیم با افزایش مصرف برق دارد و در نتیجه co2 بیشتری به اتمسفر وارد میشود که اثرات گلخان های را تشدید میکند. ب هعلاوه، این حقیقت که اکثریت قریب به اتفاق از سیستمهای تهویه مطبوع )مستقل یا مرکزی 2( تحت چرخه تبرید تراکمی بخار کار میکند منجر به افزایش استفاده از مبر دهای خطرناک میشود. این مبردها اثری منفی روی لایه ازن دارد و موجب افزایش دمای زمین میشود. )اگرچه نسبت بازده انرژی 3 آ نها معمولا بزر گتر از 5/ 3 میباشد( در نتیجه ایجاد و بهبود رو شهای موجود به منظور کاهش وابستگی به انرژی الکتریکی به امری ضروری مبدل گشته است. پیش از این، سیست مهای سرمایش جذبی با ب هکارگیری حرارت اتلافی بازده رضای تبخشی داشتند. در مناطق گرم و خشک، بهبود روش سرمایش تبخیری تاثیر ب هسزایی در کاهش میزان مصرف انرژی الکتریکی دارد و از آن جایی که سیال عامل این سیست مها آب است، لزومی به استفاده از مبردهای خطرناک نمیباشد.
همانند برجهای خنککن، ایجاد سرمایش در کولرهای تبخیری بر اساس تبخیر آب از طریق جذب گرما صورت میگیرد. در بر جهای خن ککن، آب برای خن کسازی آب استفاده میشود ولی در کولرهای تبخیری، آب برای خن کسازی هوا مورد استفاده قرار میگیرد. از آن جایی که خن ککنند ههای تبخیری فاقد کمپرسور هستند، برق مصرفی در این سیست مها بسیار پایین است، این میزان انرژی الکتریکی تنها صرف توان فن و بعضی تجهیزات کنترلی میشود که قابل صرف نظر است.
از لحاظ تئوری، یک سیستم تبخیری ساده توانایی خنک کردن هوا تا دمای حباب تر محیط را دارد. کولرهای تبخیری دو نوع هستند:
- مستقیم )این نوع کولرها فضا را با هوای مرطوب خنک میکنند و بازده آ نها بین 70 درصد تا 95 درصد میباشد.(
- غیر مستقیم )این نوع کولرها فضا را با هوای خشک خنک میکنند و بازده آ نها از 55 درصد تجاوز نمیکند.[ 1 و 2]
اگرچه بازده کولرهای تبخیری مستقیم بیشتر از نوع دیگر است اما هوای حاصل از آن رطوبت نسبی بالایی )اغلب بیش از 85 درصد( دارد که منجر به شرایط نامطلوبی در فضا میشود. از طرف دیگر، کولرهای تبخیری غیر مستقیم هوایی با رطوبت نسبی هوای محیط ارایه میدهد اما دمای آن رضای تبخش نیست.
از دیدگاه فنی، کولرهای تبخیری، معایبی را در مقایسه با سیست مهای معمول دارد که ناشی از محدودی تهایی در کاهش دمای هوا میباشد.
دمای هوا در این سیست مها نمیتواند به زیر دمای حباب تر محیط برسد. همچنین به علت تکنولوژی ساخت این سیست مها، امکان کنترل رطوبت هوا وجود ندارد یا در بهترین شرایط کنترل رطوبت به سختی امکا نپذیر میباشد. با این وجود، اهمیت کاهش مصرف برق، موجب شده تا کولرهای تبخیری به عنوان جایگزینی مناسب برای سیست مهای A/C شناخته شوند. شایان ذکر است که کیفیت هوای حاصل از هر دو سیستم یکسان میباشد.
هما نطور که ذکر شد در کولرهای تبخیری، امکان کاهش دمای هوا، به دمایی پایی نتر از دمای حباب تر هوای محیط وجود ندارد. اما چرخه میسوتسنکو با طراحی جدید یک مبدل حرارتی- جرمی درکولر تبخیری، امکان کاهش دمای هوا به دمایی پایی نتر از دمای حباب تر محیط را میدهد، همچنین از لحاظ تئوری، این چرخه میتواند دمای هوا را تا دمای نقطه شبنم محیط خنک کند، بدون این که به رطوبت فضای تهویه شده اضافه شود.
در این روش، محدودی تهای تکنیکی موجود در کولرهای تبخیری به منظور دس تیابی به دماهای پایی نتر رفع شده است [3]
چرخه میسوتسنکو توانایی تولید هوای خنک در حدود 20°C را دارد و برای هر واحد سرمایش ) kWh ( در حدود 2.8kg آب مصرف میکند. حال این سوال مطرح است که آیا امکان کاهش مصرف آب وجود دارد؟ برای رسیدن به پاسخ این سوال، هندسه دیگری را جایگزین کرده و مورد ارزیابی و شبی هسازی قرار میدهیم.
1-1-1- توصیف کولرهای تبخیری غیر مستقیم و کولرهایی که بر اساس چرخه میسوتسنکو کار میکنند
با یک نمونه ساده از کولر تبخیری غیر مستقیم شروع میکنیم، این دستگا هها حداقل از دو جریان هوایی استفاده میکنند که هر دوی این جریا نها از هوای محیط تغذیه میشوند. حداقل یک جریان عامل باید وجود داشته باشد که به وسیله آن رطوبت دریافت شود و عمل تبخیر صورت گیرد و حداقل یک جریان دیگر وجود داشته باشد که هوا را بدون افزایش رطوبت خنک کند. شکل ) 1( مدل و فرآیند سرمایش تبخیری غیر مستقیم را نشان میدهد. واضح است که هنگامی که کولر کاملا ایزوله باشد، معادله انرژی به صورت زیر میباشد:
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل 1- بررسی سیستمهای تبخیری و اهمیت آنها 1
1-1- انواع سیستمهای تبخیری و اهمیت آنها 1
1-4- مقایسه سیستمهای خنک کننده تراکمی و تبخیری.. 4
1-5- انواع سیستمهای خنک کننده تبخیری [1] 6
1-6- سیستمهای خنک کننده تبخیری مستقیم.. 6
1-7- الف) انواع سیستمهای تبخیری مستقیم.. 8
1-8- ب) تئوری حاکم بر خنک کننده های تبخیری مستقیم [2] 12
1-9- ج) مسیر تحول جریان هوا در خنک کننده های مستقیم: 15
1-10- سیستمهای خنک کننده تبخیری غیر مستقیم.. 18
1-11- الف) سیستمهای تبخیری غیر مستقیم با مبدل لوله ای.. 20
1-12- ب) سیستمهای تبخیری غیر مستقیم با مبدل صفحه ای.. 21
1-13- سیستمهای خنک کننده تبخیری مرکب... 22
1-14- الف) سیستمهای خنک کننده تبخیری مرکب با مبدل لوله ای.. 22
1-15- ب) سیستمهای خنک کننده تبخیری مرکب با مبدل صفحه ای.. 24
1-16- سیستمهای خنک کننده تبخیری جدید. 24
1-17- تحقیقات صورت گرفته در مورد سیستمهای تبخیری.. 27
فصل 2- ذخیره سازی انرژی بوسیله سیستمهای تبخیری و کاربرد آنها در مناطق مختلف... 31
2-2- ارائه تحلیلی در باره مصرف انرژی و ذخیره سازی آن توسط سیستمهای تبخیری.. 33
2-3- بررسی نتایج آزمایشگاهی موجود: 38
2-4- کاربرد خنک کننده های تبخیری در ایران.. 41
فصل 3- تحلیل کولر های تبخیری غیر مستقیم.. 45
3-2- تحلیل مبدل حرارتی غیر مستقیم به روش المان گیری.. 45
3-4- فرمولاسیون عمومی برای آنالیز مبدلهای حرارتی به روشLMTD : 63
3-5- فرمولاسیون عمومی برای آنالیز مبدلهای حرارتی به روش ................... 64
فصل 4- ساخت و آزمایش کولر تبخیری غیر مستقیم.. 67
4-4- بررسی تاثیر دمای ورودی هوا بر راندمان، دمای حباب خشک خروجی و دمای حباب مرطوب خروجی: 70
4-5- بررسی تاثیر میزان سرعت جریان هوای اولیه بر دمای خروجی و راندمان.. 75
4-6- بررسی تاثیر نسبت سرعت اولیه به ثانویه بر راندمان و دمای خروجی.. 90
فصل 5- تحلیل سیستمهای تبخیری مرکب... 97
5-3- تخمین عدد ناسلت (Nusselt) برای مبدل IEC.. 100
5-4- ارائه نتایج تجربی موجود [3] 104
6-1- M-cycle وکاربردهای فراوان آن [24]: 113
فصل 7- ارزیابی انرژی کولر تبخیری با قابلیت کاهش دما تا پایینتر از دمای شبنم.. 121
7-1-1- توصیف کولرهای تبخیری غیر مستقیم و کولرهایی که بر اساس چرخه میسوتسنکو کار میکنند. 123
7-2- توصیف شکل هندسی پیشنهادی.. 127
7-3- توصیف مدل ترمودینامیکی و ریاضی.. 128
پروژه آماده: تحلیل نظری خنک کردن غیر مستقیم سیستم با ورودی هوا تا پایین تر از دمای نقطه شبنم (149 صفحه فایل ورد - word)
