whatsapp call admin

مقاله تأثیرآب و هوای محیط بر عملکرد کولرهای گازی دوتکه با کندانسور تبخیری

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

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

تأثیرآب و هوای محیط بر عملکرد کولرهای گازی دوتکه با کندانسور تبخیری
چکیده
کاهش ضریب عملکرد کولرهای گازی دوتکه یکی از مشکلاتی است که در شرایط آب و هوایی گرم بروز کرده و سبب اختلال در کار کولر میشود.
بکارگیری سیستم سرمایش تبخیری در کنار کندانسور هوایی یک راه حل مناسب برای حل این مشکل میباشد. در این تحقیق یک سیستم تبخیری طراحی شده و در کنار کندانسور هوایی کولرهای دوتکه نصب شده است و تأثیر آن بر عملکرد سیکل تحت دماهای مختلف هوایی تا دمای ۴۹œC نشان داده شده است. نتایج آزمایشات نشان میدهد که استفاده از سیستم تبخیری در کولر باعث بهبود چشمگیر در افزایش ضریب عملکرد کولر می- شود. هر چه افزایش دمای محیط بیشتر باشد میزان بهبود ضریب عملکرد نیز بیشتر خواهد شد. مشخص گردید که با استفاده از کندانسور تبخیری در شرایط آب و هوایی گرم، توان الکتریکی مصرفی میتواند تا %۲۱ کاهش یافته و ضریب عملکرد سیکل تا %۵۲ بهبود یابد.
کلمات کلیدی: کندانسور تبخیری، کولر گـازی دوتکـه، صـرفه جـویی در انرژی، کندانسور.

مقدمه
کاهش توان مصرفی سیستمهای سرمایشی که از سیکل تبرید تراکمی استفاده میکنند یکی از مهمترین موضوعات مورد تحقیق در این زمینه میباشد. این امر در مورد کولرهای خانگی که از کندانسور هوایی استفاده میکنند اهمیت بیشتری پیدا میکند. این کندانسورها نسبت به کندانسورهای آبی در فشار بیشتری کار می نمایند زیرا در تابستان دمای هوامعمولاً از دمای آب بالاتر میباشد لذا کندانسورهای هوایی برق بیشتری مصرف نموده و قدرت خنک کنندگی آن نیز پائین می آید. دمای هوایی که کندانسور را خنک میکند تابع شرایط محیط است و در شرایط گرم تابستان دمای هوای ورودی به کندانسور افزایش یافته و متعاقب آن توان مصرفی کولر نیز زیاد میشود.
افزایش دمای کندانسور همچنین منجر به کاهش مایع درون اواپراتور و کاهش ظرفیت تبرید سیکل میشود. افزایش مصرف برق و کاهش ظرفیت تبرید منجر به کاهش ضریب عملکرد سیکل میشود .[۱]
به منظور افزایش ضریب عملکرد کولرها نیاز به کاهش دمای کندانسور میباشد. برای رسیدن به این هدف، یکی از سادهترین راهها استفاده از سیستم سرمایش تبخیری مستقیم در مسیر هوای ورودی به کندانسور به منظور پایین آوردن دمای هوا میباشد. استفاده از کولرهای تبخیری که با کندانسورهای هوایی کوپل شدهاند میتواند به صرفهجویی در مصرف انرژی، بهبود محیط زیست و کاهش هزینه کمک کند و منجر به بهبود عملکرد کولرها در شرایط آب و هوایی متفاوت شود. با توجه به اینکه تعداد کولرهای موجود در مصارف خانگی و اداری بسیار زیاد است لذا اگر افزایش کمی نیز در عملکرد سیکل ایجاد شود تأثیر آن در کاهش کلی مصرف انرژی بسیار مؤثر خواهد بود. مصرف آب در این سیستم بسیار کم بوده و برای لولههای کندانسور مضر نمیباشد زیرا که تماس مستقیمی بین آب و لولههای کندانسور وجود ندارد.
بطور کلی تحقیقات کمی برای بررسی تأثیرات استفاده از سیستم سرمایش تبخیری مستقیم صورت گرفته است. گاسوانی [۲] با نصب پد سلولزی در ورودی کندانسور یک کولر گازی ۲/۵ تنی که در دمای هوای ۳۴œC کار میکرد توانست%۲۰ در مصرف انرژی صرفهجویی کند. ژانگ [۳] استفاده از سیستم تبخیری ساخته شده از پرههای آلومینومی سوراخدار را در کولر گازی مورد بررسی قرار داد. وی تأثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد سیستم تبخیری را بررسی نمود و روابطی را برای پیش بینی عملکرد آن ارائه داد که نشان میداد دمای هوا بطور قابل ملاحظهای کاهش مییابد.
وی با استفاده از دمای هوای خروجی از سیستم تبخیری و مقایسه با منحنی ضریب عملکرد کولر نشان داد که بهبود %۳۹ در عملکرد کولر حاصل میشود. یو و چان [۴] عملکرد یک کولر مجهز به سیستم سرمایش تبخیری را مدلسازی نموده و نشان دادند که %۱۴/۴ در مصرف انرژی و %۴/۶ افزایش در اثر تبرید بوجود میآید. حاجی دولو [۵] در تحقیقات خود اثر استفاده از سرمایش تبخیری بر روی کولرهای پنجرهای که مجهز به سیستم پاشش آب بر روی پوشالهای سلولزی بودند را بررسی نمود و نشان داد که %۱۶ کاهش در توان مصرفی و %۵۵ افزایش در ضریب عملکرد کولر حاصل میشود.
علیرغم بالا بودن پتانسیل سیستمهای تبخیری برای کاهش مؤثر در توان مصرفی کولرها، بنظر میرسد تحقیقات کمی در این رابطه صورت گرفته و لازمست کارهای بیشتری در این زمینه برای رسیدن به نتیجه مطلوب صورت گیرد. در این تحقیق آزمایشات تجربی برای تعیین میزان تأثیر استفاده از خنک کن تبخیری در کنار کندانسور هوایی بر روی عملکرد کولرهای گازی دوتکه تحت شرایط آب و هوایی مختلف انجام شده است.

طراحی سیستم و نحوه انجام آزمایش
کولر مورد استفاده دارای ظرفیت ۱/۵ تن و ساخت شرکت میتسوبیشی (PK-2GKLD) می باشد. بر اساس شکل کندانسور کولر یک قاب فلزی L مانند ساخته شد و درون آن پد سلولزی به پهنای ۵ سانتیمتر قرار داده شد و قاب در مسیر هوای ورودی به کندانسور همانند شکل ۱ در کنار کندانسور نصب گردید. سیستم گردش آب برای پاشش آب بر روی پد نصب گردید تا آب را بوسیله پمپ روی پد تزریق نماید. هوای گرم بعد از عبور از روی پد سلولزی خیس، خنک شده و وارد کندانسور میشود و از سمت دیگر کندانسور خارج میشد. یک آمپرمتر دیجیتالی (مدل کیروتسو ۲۰۱۷، با دقت (%۱/۵ برای اندازه گیری جریان برق مصرفی کمپرسور استفاده گردید. فشار ورودی به کندانسور و اواپراتور بوسیله دو فشارسنج عقربهای مخصوص سیستمهای تبرید با دقت -۰/۰۵ اندازهگیری میشد.
بر اساس آزمایشات صورت گرفته افت فشار در کندانسور در حدود %۷ و در اواپراتور در حدود %۵ می باشد. یررسی های انجام شده نشان داد که افت فشار تاثیر زیادی بر نتایج ایجاد نمیکند.
دمای مبرد و دمای هوای نفاط مختلف سیکل بوسیله ترموکوپلهایی از نوع K اندازهگیری میشد و سیگنالهـای آنهـا بـه کـامپیوتری کـه از سیسـتم (Data-Acquisition) از نوع MIO-64E-3 بهره مـیبـرد، فرسـتاده میشد و به وسـیله نـرم افـزار Lab View سـاخت شـرکت National-Instrument تحلیل میشد. برای اندازهگیری دما سـطح لولـههـا تمیـز و صاف شد تا از خاک و آلودگی پاک شود و سپس نوک ترموکوپـل بـر روی سطح چسبانده میشد.

نتایج آزمایشات

به منظور بررسی اثر سرمایش تبخیری بر روی سیستم و مقایسه نتایج آن در حالت کندانسور هوایی آزمایشات در ۲ مرحله صورت گرفت. در مرحله اول کولر با کندانسورهای هوایی تحت آزمایش قرار گرفت و نتایج آن بعد از رسیدن شرایط کار کولر به حالت پایدار ثبت شد و در مرحله دوم پد سلولزی سریعا بر روی کندانسور نصب گردید و آزمایشات در همان شرایط آب و هوایی، با سرمایش تبخیری و کندانسور هوایی انجام گرفت و نتایج بعد از رسیدن شرایط کار کولر به حالت پایدار ثبت گردید. آزمایشات زیادی در شرایط دمایی مختلف صورت گرفت تا رفتار کولر و مشخصات آن در سرایط مختلف دمایی ثبت شود. نتایج آزمایشات در دماهای ۳۵œC و ۴۹œC در جداول ۱ و ۲ نشان داده شده است. همانگونه که در این جداول مشاهده میشود، جریان الکتریکی، فشار کندانسور، دمای مبرد خروجی از کمپرسور برای کندانسور تبخیری در مقایسه با کندانسور هوایی کاهش داشته است. شکل ۲ نتایج آزمایشات برای شرایط دمای هوای ۳۵œC، در روی دیاگرام P-h را نشان میدهد. نتایج نشان میدهد فشار کندانسور و فشار اواپراتور در سیستم تبخیری به ترتیب در حدود %۱۵ و %۳ کاهش مییابد. همچنین نسبت فشار در طول سیکل در حدود %۱۳ کاهش را نشان میدهد. مقایسه دو سیستم نشان میدهد که دمای هوای خروجی از کندانسور در سیستم تبخیری حدود ۷œC کاهش دارد در حالی که دمای هوای خروجی از اواپراتور در حدود ۱œC کاهش دارد. جریان برق مصرفی در سیستم تبخیری در حدود %۱۲ کاهش را نشان میدهد.

شکل ۳ نتایج آزمایشات برای شرایط دمای هوای ۴۹œCا، در روی دیاگرام P-h را نشان میدهد. همانگونه که در این شکل مشاهده میشود فشار کندانسور از ۲۱/۷ bar به ۱۷/۳ bar رسیده یعنی حدود %۲۰ کاهش داشته و فشار اواپراتور از ۷/۱ bar به ۶/۸ bar رسیده که در حدود %۴ کاهش را نشان میدهد. نسبت فشار در سیکل از ۳/۰۵ به ۲/۵۴ رسیده که در حدود %۱۷ کاهش را نشان میدهد. همچنین دمای هوای خروجی از کندانسور در حدود ۱۰œC کاهش و دمای هوای خروجی از اواپراتور در حدود ۱/۵œC کاهش را نشان میدهد. جریان برق مصرفی سیستم نیز در حدود %۲۱ کاهش یافته است.

بحث و بررسی نتایج
بر اساس نتایج تجربی بدست آمده، خواص ترمودینامیکی مبرد در نقاط مختلف سیکل محاسبه شده تا به کمک آنها بتوان دبی جرمی، ظرفیت سرمایشی و ضریب عملکرد سیکل را محاسبه کرد. از معادلات ۱) تا (۴
برای محاسبه این پارامترها استفاده گردید. توان واقعی مصرفی با استفاده از معادله ۱ بدست میآید زیرا مقدار جریان، ولتاژ و ضریب توان (cosφ) معلوم می باشد. دبی جرمی از معادله ۲ محاسبه میشود. ظرفیت سرمایشی و ضریب عملکرد نیز با استفاده از معادلات ۳ و ۴ بدست می- آیند. در این معادلات زیرنویس۱، ۲، ۳ و ۴ به ترتیب مربوط به شرایط خروجی از اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و لوله موئین میباشند.

جداول ۲ و ۳ نتایج حاصل از محاسبات برای شرایط دمایی ۳۵œC و۴۹ œC را به ترتیب نشان میدهند. این نتایج حاکی از آنند که با افزایش دمای هوا اثر افزایش سرمایش تبخیری نیز بیشتر میشود. کاهش مصرف جریان برق از %۱۲ به %۲۱ ، افزایش اثر تبرید از %۶/۱ به %۱۳/۳ و افزایش ضریب عملکرد از %۳۲ به %۵۲/۲ مزایای استفاده از کندانسور تبخیری میباشد.
دیگر نتایج حاصل شده از انجام آزمایشها با مراجع [۳-۵] مطابقت دارد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 17 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