بخشی از مقاله
چکیده
مقایسه وضعیت انرژي ایران در سال 1386 با ارقام مشابه در سال 1366 نشان می دهد که کل مصرف نهایی انرژي از 307/7 به 975/2 میلیون بشکه معادل نفت خام افزایش یافته است - رشد سالیانه 5/9 درصد - . این افزایش چشمگیر در مصرف انرژي، ضرورت تداوم و شتاب در اقدامات بهینه سازي مصرف انرژي را بیش از پیش نمایان می سازد. چرا که ادامه روند جاري باعث خواهد شد که علاوه بر کاهش سالانه توانایی صادرات انرژي، کشور ما در میان مدت به وارد کننده انرژي نیز تبدیل شود. سیستم سرمایش جذبی تبخیري – تبخیري خورشیدي از سه بخش اصلی خشک کن، منبع گرمایی و سرمایش تشکیل شده است.
نحوه عملکرد آن بدینگونه است که هواي گرم و مرطوب وارد بخش خشک کن شده و توسط مواد جاذب رطوبت خود را از دست می دهد. سپس هواي گرم و خشک وارد بخش سرمایش - که عمدتاً تبخیري می باشد - شده و خنک می گردد. سپس این هواي خنک به فضایی که بایستی تهویه گردد هدایت می شود. مواد جاذبی که رطوبت هوا را جذب نمودند جهت احیا به منبع گرمایی نیاز دارند که در این قبیل سیستمها معمولاً از کلکتورهاي صفحه تخت خورشیدي استفاده می گردد. در این مقاله با انجام برآورد اقتصادي مشخص گردید که در صورت جایگزینی سیستمهاي سرمایش تراکمی متداول مانند کولر گازي، حدود 63 درصد در مصرف انرژي صرفه جویی حاصل گردیده و نرخ بازگشت سرمایه آن با استفاده از روش محاسباتی پویا حدود 3 سال و 8 ماه بدست می آید.
مقدمه
کشور ما از وسعت قابل ملاحظه اي برخوردار است که تنوع آب و هوایی گسترده اي در درون خود دارد. بی هیچ تردیدي در کشور پهناور ما که داراي مناطق با شرایط آب و هوایی گوناگون می باشد ، هر منطقه نیازمند سیستمهاي تهویه اي خاص خود می باشند.ابتدا باید اطمینان حاصل کنیم هر منطقه اي نیازمند چه نوع سیستم تهویه اي می باشد و میزان نیاز آن چقدر است سپس اقدام به بکارگیري آن نمائیم.
در ابتدا به تعریف دماي خنثی می پردازیم. دماي خنثی دمایی است که افراد در هنگام قرار گیري در آن احساس سردي و یا گرمی خاصی نمی کنند. دماي خنثی طبق استاندارد بین المللی ASHRAE بین 24 تا 26 درجه سانتیگراد می باشد. با توجه به اینکه حدود %98 شهرهاي ایران - طبق جدول شرایط طراحی تابستانی شهرهاي ایران که توسط دفتر تدوین ضوابط و معیارهاي فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزي کشور ارائه گردیده است - دمایی بیش از 30 درجه سانتیگراد دارند، لذا بر اساس دماي خنثی تعریف شده نیازمند سیستم سرمایش می باشند.
سیستمهاي سرمایش متداول در ایران بر سه گونه سیستم سرمایش تبخیري - کولرآبی، ایرواشر و زنت - ، سیستم سرمایش با آب خنک شده بوسیله چیلر جذبی و چیلر تراکمی، سیستم سرمایش توسط انبساط ماده مبرد در کویلهاي سرمایش - کولر گازي، پکیج تراکمی - می باشند. سیستمهاي سرمایش تبخیري مقرون به صرفه ترین، قدیمی ترین و شناخته شده ترین سیستمهاي سرمایش متداول در ایران است که بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد ولی از این سیستم در مناطق با هواي مرطوب نمی توان استفاده نمود.
دستگاه چیلر جذبی که در قدیم از سیکل آب – آمونیاك استفاده می نموده و اخیراً بدلیل مشکلات زیست محیطی از سیکل آب – لیتیوم برماید استفاده می نماید، سیستمی است که بجاي استفاده از انرژي الکتریکی جهت تامین سرمایش از انرژي حرارتی حاصل از سوخت گاز طبیعی بهره می گردد که با این امر در مصرف برق صرفه جویی قابل ملاحظه اي را ایجاد می نماید ولی این دستگاه نیز بدلیل نیاز به برخ خنک کننده آبی در مناطق با هواي مرطوب کارایی لازم را ندارد.
سیستمهاي سرمایش تراکمی شامل چیلر تراکمی، پکیج تراکمی و کولر گازي تنها دستگاههاي موجود در ایران بوده که در کلیه مناطق کشور مورد استفاده قرار می گیرند ولی بدلیل نیاز مندي به انرژي الکتریکی مشکلاتی را جهت شبکه توزیع برق سراسري کشور در فصل تابستان پدید می آورند. بنابراین نیاز به یافتن راه مناسبی براي جایگزینی یک سیستم سرمایش که علاوه بر امکان صرفه جویی در مصرف انرژي، امکان استفاده در مناطق با هواي شرجی - مانند شهرهاي جنوبی و شمالی ایران - را دارا باشد، به شدت احساس می گردد.
در دهه هاي 1930و1940 زمانیکه Thomas Midgley و همکارانش در شرکت شیمیایی Kinetic مشغول به کار بودند، انقلابی در زمینه بکارگیري از سیالات شیمیایی جهت صنعت تبرید پدید آوردند. Alexis Berestneff مشغول توسعه و بهبود سیستم هاي جذبی لیتیوم برماید-آب جهت شرکت Carrier بود، Edmund Altenkirch و Francis Bichowsky در حال یافتن راه حل هاي فنی و اجرایی جهت سیستم هاي جذبی باز بودند.
این قبیل سیستم ها اکنون پس از گذشت 80 سال است که به عنوان سیستم هاي موفق جهت تهویه مطبوع و صرفه جویی انرژي و هم چنین دوستدار محیط زیست مورد استفاده قرار می گیرند.ولی بکارگیري از سیکل سرمایش تبخیري در کنار سیکل جذبی، سیستمی را پدید می آورد که می تواند جایگزین بسیار مناسبی از لحاظ اقتصادي و سازگاري با محیط زیست براي سیستمهاي تبرید تراکمی متعارف باشند. از همه مهمتر با استفاده از انرژي خورشیدي و یا بازیافت گرمایی در اینگونه سیستم ها می توان کاهش قابل توجهی در مصرف سوخت ایجاد نمود.
اولین سیستم سرمایش جذبی – تبخیري - Desiccant - توسط Lof پیشنهاد شد که مایع خشک کن آن تري اتیلن گلیکول بوده و منبع گرمایی آن هم انرژي خورشیدي بوده است. بطور کلی سیستمهاي سرمایش جذبی – تبخیري بر حسب نوع ماده جاذب به دو گونه جامد - Solid - Desiccant Air Condition System و مایع - Liquid Desiccant Air Condition System - تقسیم می گردند که در این مقاله به شرح طراحی سیستم سرمایش جذبی – تبخیري خورشیدي با جاذب مایع می پردازیم.
شرح اولیه طرح
سیستم سرمایش جذبی – تبخیري از انواع سیستم هاي جذبی باز بوده که به لحاظ تئوري داراي این خصوصیات هستند:
-1جهت ساخت سیستم ساده اي دارند.
-2جهت احیاء سیکل خود به انرژي با دماي پایینی نیاز دارند که براي این منظور می توان از کلکتورهاي خورشیدي صفحه تخت، تولید همزمان، گرمایش با لوله هاي آب گرم و... استفاده نمود.
-3راندمان مناسبی جهت جذب رطوبت هوا دارند. بخشهاي اصلی یک سیستم سرمایش جذبی - تبخیري که شامل منبع گرمایی جهت احیاء، بخش رطوبت زدایی
- خشک کن - و واحد سرمایش - تبخیري یا تبریدي - می باشد را در شکل 1 مشاهده می کنید. انتخاب نوع و نحوه قرارگیري سه بخش اصلی این دستگاه که در بالا عنوان شد بسیار متنوع می باشد و به آیتمهاي مختلفی وابسته بوده که در زیر به شرح طراحی انجام شده در این مقاله می پردازیم.
