whatsapp call admin

مقاله بهینه سازی مصرف سوخت در موتورخانه های خانگی

word قابل ویرایش
11 صفحه
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

بهینه سازی مصرف سوخت در موتورخانه های خانگی
چکیده
یکی از راههای موثر جهت بدست آوردن حداکثر راندمان سیستم های حرارت مرکزی ، تنظیم طول شعله در داخل محفظه احتراق برای ایجاد بالاترین نرخ انتقال حرارت از محصولات احتراق به بدنه محفظه احتراق (و بالتبع به آب داخل دیگ ) و همچنین کنترل و تنظیم نسبت هوا به سوخت برای افزایش راندمان احتراق می باشد. در این مقاله اثر این دو پارامتر به صورت تجربی در ٢١٩٧ واحد موتورخانه بررسی گردیده است ، نتایج حاکی از وضعیت ناگوار موتورخانه های موجود در کشور می باشد. در این پژوهش با تنظیم دو پارامتر مذکور در موتورخانه های مورد بررسی به طور متوسط ٢٣.۶۶% از مصرف گاز کاسته شده و همچنین انتشار گازهای آلاینده همچون مونواکسید کربن به شدت کاهش یافته است .
واژه های کلیدی : موتورخانه ، بهینه سازی مصرف سوخت ، احتراق ، دیگ ، مشعل

١- مقدمه
بهینه سازی مصرف سوخت از سه دیدگاه انرژی ، اقتصاد و محیط زیست دارای اهمیت است . کشورهای صنعتی در قبال این حرکت سودهای قابل توجهی عاید اقتصاد کشور خود نموده اند. امروزه در کشورهای صنعتی به مدیریت مصرف انرژی به عنوان یک منبع جدید انرژی می نگرند. اعمال کنترل و اجرای راهکارهای بهینه سازی مصرف سوخت در موتورخانه ها نقش ارزنده ای در کاهش اتلاف سوخت و سرمایه ، ایجاد الگوی صحیح مصرف و کاهش آلودگی های زیست محیطی خواهد داشت . در این راستا داده های عملی و تجربه های پژوهشی و اجرایی به خوبی نشان داده اند که کنترل پارامترهای احتراق و تنظیم مشعلها به همراه بهسازی شرایط دودکش ، اثر بسیار قابل توجهی در کاهش مصرف سوخت ، بالا رفتن راندمان سیستم گرمایش و کاهش آلودگی زیست محیطی خواهد داشت [١].
یکی از راههای موثر جهت بدست آوردن حداکثر راندمان سیستم های حرارت مرکزی خانگی ، تنظیم طول شعله در داخل محفظه احتراق برای ایجاد بالاترین نرخ انتقال حرارت از محصولات احتراق به بدنه محفظه احتراق (و بالتبع به آب داخل دیگ ) و همچنین کنترل و تنظیم نسبت هوا به سوخت برای افزایش راندمان احتراق می باشد.
زمان ، دما و اغتشاش سه عامل مؤثر در جهت تعیین میزان هوای اضافی لازم برای احتراق کامل می باشند. با کاهش زمان ، افزایش دمای اولیه احتراق و همچنین افزایش اغتشاش در محل مخلوط شدن سوخت و هوا، میزان هوای اضافی مورد نیاز کاهش می یابد. اینها عواملی هستند که به طور کلی در طراحی مشعل می بایست لحاظ گردند [٢].
به عنوان مثال برای احتراق کامل یک متر مکعب سوخت متان ٩.۵٢ متر مکعب هوا نیاز است . در صورتیکه به لحاظ عملی به علت فراهم نشدن شرایط مناسب زمان ، دما و اغتشاش ، همواره مقداری هوای اضافه جهت اطمینان از حصول احتراق کامل مورد نیاز است . هرچه هوای اضافه کاهش یابد درصد CO2 افزایش یافته و به تبع آن افت دودکش کم شده و راندمان احتراق افزایش می یابد. احتراق کامل زمانی اتفاق می افتد که با کمترین هوای اضافه ، بیشترین راندمان حاصل گردد. از طرف دیگر با کاهش بیشتر میزان هوای اضافه ، احتراق ناقص صورت گرفته و علاوه بر کاهش راندمان سیستم ، میزان انتشار گاز سمی و کشنده مونواکسیدکربن افزایش می یابد [٣].
به علت وضعیت نابسامان موتورخانه ها در سطح کشور در سال ١٣٨٢ پروژه پایلوت بهینه سازی مصرف سوخت در ١٠٠٠ موتورخانه در شهرستان تهران با همکاری شرکت بهینه سازی مصرف سوخت و سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران ، جهت بررسی ظرفیت کاهش مصرف سوخت با اجرای راهکارهای کم هزینه (تنظیم طول شعله و نسبت هوا به سوخت ) انجام پذیرفت . با توجه به نتایج رضایت بخش حاصل از آن طرح و کاهش حدود
٢٠ درصدی مصرف سوخت ، پروژه بهینه سازی ۵٠٠٠ واحد موتورخانه با مشعلهای گازسوز در سطح کشور در سال ١٣٨٣ توسط شرکت بهینه سازی مصرف سوخت تعریف گردید که اجرای عملیات بهینه سازی و بررسی علمی و عملی کاهش مصرف سوخت در ١۵٠٠ واحد موتورخانه در شهرستان تهران به کارشناسان شرکت بهینه سازان صنعت تأسیسات واگذار گردید. مقاله حاصل نتایج آنالیزهای صورت گرفته در طرح فوق می باشد. به طور کلی دو روش مستقیم و غیر مستقیم برای تعیین راندمان سیستم های حرارتی وجود دارد که در زیر به اختصار توضیح داده شده است :
١-١- روش مستقیم :
در این روش بازده حرارتی دیگ عبارت است از نسبت گرمای گرفته شده توسط آب در گردش به انرژی داده شده به دیگ ، که مهم ترین عامل موثر در انرژی داده شده همان انرژی موجود در سوخت مصرفی می باشد.

مقدار انرژی حرارتی خروجی برابر حرارت منتقل شده به آب می باشد که از رابطه ذیل بدست می آید:

در این رابطه ، جرم آب ورودی به سیستم ، گرمای ویژه آب ، دمای آب خروجی از دیگ ، دمای آب سرد تغذیه ورودی به چرخه گرمایش و Tمدت زمان آزمایش می باشند.
مقدار انرژی حرارتی ورودی از حاصل ضرب مقدار دبی جرمی سوخت مصرفی (در طول مدت آزمایش ) در ارزش حرارتی سوخت بدست می آید. از آنجاییکه ارزش حرارتی سوخت به دو صورت خالص (ارزش حرارتی پایین سوخت ١) و ناخالص (ارزش حرارتی بالای سوخت ٢) ارائه می گردد، لذا در روند تعیین مقادیر انرژی حرارتی ورودی و در نتیجه راندمان حرارتی مربوطه ، بایستی مشخص نمود که بر اساس کدامیک از مقادیر گفته شده محاسبات انجام شده است . در هر حال رابطه زیر همیشه برقرار می باشد [۴]:

. .
١-٢- روش غیرمستقیم :
در روش غیرمستقیم بازده حرارتی بوسیله برآورد تلفات حرارتی و اندازه گیری فقط یکی از مقادیر انرژی حرارتی ورودی یا انرژی حرارتی خروجی تعیین می شود:

تلفات حرارتی برابر است با اختلاف بین انرژی داده شده و انرژی مفید خروجی ، که در دیگها این تلفات عبارتند از(شکل ١):
١- تلفات گاز خشک ، ٢- تلفات رطوبت تولید شده حاصل از احتراق هیدروژن سوخت ، ٣- تلفات رطوبت موجود در هوا، ۴- تلفات رطوبت موجود در سوخت ، ۵- تلفات تولید گاز مونواکسید کربن ، ۶- تلفات سوخت محترق نشده ، ٧- تلفات تشعشعی و جابجایی از بدنه دیگ [۴]

٢- روش انجام آزمون
اندازه گیری راندمان سیستم دیگ و مشعل در شرایط موجود در موتورخانه ، عملا توسط دو روش ذکر شده در بالا غیرممکن می باشد. به علت عدم وجود سنسورهای دما و دبی در موتورخانه ها شرایط برای اندازه گیری گرمای گرفته شده توسط آب در گردش و در نتیجه اندازه گیری راندمان به روش مستقیم محیا نمی باشد. از طرف دیگر با توجه به تغییر میزان گاز مصرفی برای تنظیم طول شعله در داخل دیگ ، با وجود آنالیز گازهای خروجی از دودکش ، امکان محاسبه دقیق تلفات وجود ندارد.
بنابراین برای تعیین میزان بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش مصرف سوخت در این پژوهش از روشی مشابه روش اندازه گیری مستقیم استفاده شده است . به این صورت که با ثابت نگه داشتن انرژی حرارتی مصرفی در ساختمان (آب گرم و گرما) و همچنین مقدار دمای ترموستات دیگ قبل و بعد از عملیات بهینه سازی مصرف انرژی ، مقدار گاز مصرفی قبل و بعد از بهینه سازی در بازه های زمانی مشخص با توجه به روشن بودن و یا خاموش بودن سیستم از روی کنتور قرائت گردیده و مقدار صرفه جویی در مصرف سوخت محاسبه گردیده است .در ذیل شرایط و نحوه انجام آزمایش که عینا برای تمامی موتورخانه های مورد بررسی در این پژوهش تکرار گشته است بیان گردیده است :
٢-١- شرایط آزمایش :
آزمایشها در شرایط زیر اجرا شده اند:
١- کنترل و ثبت دمای محیط (دمای محیط ١) در محیط آزاد و منطقه جلوی در موتورخانه (دمای محیط ٢) بوسیله دماسنج جیوه ای
٢- کنترل و ثبت حجم گاز مصرفی بوسیله کنتور گاز
٣- ثابت نگه داشتن بار حرارتی ساختمان با اجرای مراحل زیر:
بستن فلکه اصلی آب گرم مصرفی ، بستن تمام لوله های رفت و برگشت آب گرم رادیاتور ساختمان به جز یک طبقه ، بستن تمام رادیاتورهای طبقه مذکور به جز رادیاتورهای تحت تست ، بستن پنجره ها و درها و ثابت نگه داشتن ترموستات دیگ بر روی عدد c…۶۵ در تمام طول آزمایش
۴- کنترل و ثبت آنالیز محصولات احتراق
۵- ثبت دقیق زمانهای روشن و خاموش شدن مشعل بوسیله کورنومتر
٢-٢- نحوه انجام آزمایش :
در ابتدا وضعیت اولیه پارامترهای احتراق را با استفاده از دستگاه آنالیزور xl ٣۵٠ Testo تست می کنیم ، اگر وضعیت نامطلوب بود(که در اکثر موارد وضعیت نامطلوب بود) با استفاده از تنظیم نسبت هوا به سوخت و طول شعله در محفظه احتراق وضعیت را تا حد ممکن بهبود می دهیم . در نهایت نیز پس از قرار دادن طول شعله در مقدار بهینه و تنظیم نسبت سوخت به هوا، پارامترهای احتراق مجددا آنالیز و نتایج ثبت می شود. نتایج یک نمونه از بهینه سازی انجام شده به این روش در شکل ٢ آمده است . در این

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 11 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد