بخشی از مقاله
چکیده- در این مقاله، به بررسی سیستم هاي خنک کننده خورشیدي با چیلر هاي جذبی پرداخته و روش استفاده از آن شرح داده میشود. در ادامه توضیحات لازم در مورد اجزاي مختلف سیستم از جمله مخزن ذخیره سازي آب گرم، چیلر جذبی و برج خنک کن داده می شود، همچنین می توانید نمودار هاي مختلف آن را مشاهده کنید. در قسمت آخر مقاله به محاسات تعادل انرژي سیستم و راندمان آن پرداخته شده است.
-1 مقدمه
انرژي خورشید که به زمین می رسد, داراي پتانسیل انرژي فوق العاده اي است. بیش از 3000 برابر انرژي سالانه مورد نیاز جهان در قالب تابش خورشیدي به سطح زمین میرسد. با کمبود و ضررهایی که منابع نفت و گاز به محیط زیست میزنند, در آینده استفاده از انرژي خورشید راهی مناسب براي جایگزین کردن این منابع است. در ادامه استفاده از انرژي خورشید در چیلرهاي چذبی شرح داده شده است.
-2 اصول کار سیستم هاي خنک کننده خورشیدي
در تئوري، گزینه هاي متفاوتی براي طراحی سیستمهاي خنک کننده خورشیدي وجود دارد به همین دلیل انواع مختلفی از کلکتورها را می توان به عنوان یک منبع گرمایی استفاده کرد. همجنین از سلول هاي خورشیدي در سیستمهاي تولید برق نیز استفاده می شود. در جدول زیر خروجی هر یک از تکنولوژیهاي مورد استفاده در کلکتور هاي خورشیدي را می توانید با هم مقایسه کنید. درجه حرارت کلکتور خورشیدي، قابلیت استفاده آن، براي فرآیندهاي تبرید مختلف را نشان می دهد. چنین فرآیندهایی در درجه حرارت هاي مختلف کار می کنند، مثلا از 50 درجه سانتی گراد شروع می شود و بسته به نوع کار و پارامترهاي چرخه ترمودینامیکی تغییر می کنند. بعضی از فرآیندها در دماهاي بالا کار می کنند و نیاز به یک منبع حرارتی خاص دارند، در غیر این صورت عملکرد آنها محدود شده و راندمان پایین می آید.
-3 روش کار و قطعات سیستم خنک کننده خورشیدي
این دستگاه شامل یک کلکتور گرمایی خورشیدي، یک مخزن آب گرم، یک چیلر جذبی آبی، برج خنک، پنل هاي خنک کننده و تجهیزات جانبی لازم مانند پمپ، شیرها، لوله کشی، ابزار اندازه گیري میباشد، که در شکل 2 نشان داده شده است.
-4 اجزاء سیستم
-1 -4 مخزن ذخیره سازي آب گرم
از مبدل حرارتی خورشیدي، انرژي یا به طور مستقیم به چیلر جذبی منتقل شده یا به صورت موقت در یک مخزن غیر تحت فشار 750 لیتري ذخیره شده و بعد منتقل می شود. 5 لایه درجه حرارتی، در مخزن وجود دارد که با استفاده از سنسورهاي مخصوص، اندازه گیري می شوند. این سنسورها در قسمت خارجی مخزن و چسبیده به سطح میباشند. در شکل زیر یک مخزن پنج لایه نشان داده شده و محل نصب سنسورها نیز مشخص شده است.
آب گرم حرارتی خورشیدي را می توان از یک کلکتور تخت با مساحت 42 متر مربع گرفت. هر سطح کلکتور قادر است تا جریان گرمایی به اندازه ي 14 کیلو وات را به چیلر جذبی برساند. آب گرم که از کلکتورها می آید وارد چیلر می شود و در نهایت چیلر هواي خنک را از طریق پنل هاي خنک کننده منتقل می کند. در ادامه این مراحل و اجزاي مختلف سیستم -2 -4 چیلر جذبی توضیح داده می شود.
چیلر جذبی مثال ما با قدرت سرمایشی 10 کیلو وات می باشد و شرایط ورودي آن به صورت زیر است: 75 درجه ي سانتی گراد آب داغ، 27 درجه ي سانتی گراد آب خنک و دماي چیلد واتر آن 18 درجه سانتی گراد است. قسمتهاي مختلف یک چیلر جذبی شامل کندانسور، اواپراتور، ژنراتور و ابسوربر - Absorber - می باشد. در شکل زیر قسمتهاي مختلف یک چیلر جذبی همراه با نمودار لوله کشی آن نشان داده شده است.
-3-4 برج خنک کن
برج خنک کن یکی از اجزاي مهم در سیستم خنک کننده است. انتقال حرارت از چیلر به هوا به وسیله ي برج خنک کن انجام می شود. دو نوع برج خنک کن وجود دارد، خشک و آبی - مرطوب - . در برج هاي خنک کن خشک حرارت فقط از طریق جریان هوا خنک می شود اما در برج هاي خنک کن مرطوب، مایع خنک کننده آب است و توسط آب خنک می شود. این آب از بالا به پایین سرازیر شده و بوسیله فن و لوله هاي باریک خنک می شود. معمولا در مرحله ي خنک سازي مقداري از آب بخار میگردد که بعدا باید این آب را جبران کرد. چون فن این نوع برجهاي خنک کن نسبت به نوع خشک، کوچکتر است معمولا مصرف برق پایین تري دارند. نماي یک برج خنک کن مرطوب در شکل زیر نشان داده شده است.
نماي داخلی برج خنک کن.
در این برج خنک کن آب گرم از بالا وارد شده و توسط نازلهاي اسپري مانند - 1 - توزیع و پخش میشود. پس از عبور از قسمت دوم - 2 - و خنک شدن، در حوضچه ي پایینی - 5 - جمع می گردد و نهایتا بعد از خنک شدن از برج خنک کن خارج میشود. هوا از طریق پایین برج خنک کن کشیده شده و توسط فن - 3 - به سمت بالا هدایت می گردد. یک جدا کننده قطره - 4 - در بالاي برج خنک نصب شده که قطرات آب موجود در جریان هوا را جمع آوري می کند. همان طور که گفته شد یک شیر شناور - در شکل موجود نیست - وجود دارد که آب نرم - بدون سختی - را به آب خرو جی اضافه می کند.
