بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله، سیستمی برای تامین پایدار آب و برق و سرمایش در منطقه حفاظت شده - پارک ملی دریایی - نای بند طراحی شدهاست. در این منطقه، منبع آب طبیعی وجود ندارد و آب مورد نیاز به صورت سنتی به محل منتقل میشود.
در مقاله حاضر، طرحی برای تأمین آب پیشنهاد شده که با خنک کردن هوا و جمع آوری رطوبت همراه آن، نیاز آب مصرفی تأمین شود. این کار با استفاده از یک سامانه چیلر جذبی خورشیدی انجام میگیرد. به این صورت که چیلر جذبی، گرمای مورد نیاز خود را از جمعکنندههای خورشیدی دریافت کرده و سرمای مورد نظر را ایجاد میکند. این سیستم شامل جمعکنندهی خورشیدی، چیلر جذبی تک مرحلهای و یک غشای تصفیهی آب است.
-1مقدمه
براساس اعلام آژانس بینالمللی انرژی مصرف انرژی الکتریسیته در ایران طی سالهای 2004تا2010 به خاطر رشد جمعیت و صنعتیتر شدن کشور، حدود 43 درصد افزایش پیدا کردهاست. افزایش مصرف انرژی الکتریسیته به منزله افزایش مصرف سوختهای فسیلی و در نتیجه افزایش گازهای گلخانهای و گرمتر شدن زمین خواهد بود. همچنین افزایش مصرف آب آشامیدنی باعث ایجاد بحران کم آبی در بیشتر نقاط خصوصا نقاط گرمسیری ایران شدهاست. روشهای زیادی برای تولید آب تاکنون مطالعه شده است اما به صورت کلی میتوان این روشها را در دو حالت خلاصه کرد اول اینکه آب شور دریاها را همانند عربستان سعودی که 20درصد آب شیرین جهان را به این روش تولید میکند نمکزدایی و تصفیه کرد[1] و یا اینکه به صورت همزمان با خنک کردن هوا تولید آب شیرین کرد.
در مناطق گرمسیر زمین مثل امارات متحده عربی بیش از 30درصد مصرف انرژی به خاطر سیستمهای سرمایشی میباشد که رقم قابل توجهی است این رقم را میتوان برای مناطق جنوبی ایران نیز بسط داد.[3] بنابراین تولید همزمان انرژی الکتریسیته، سرمایش محیط و آب مصرفی بهترین راهکار خواهد بود. کالیس و همکاران[4] یک سیستم تولید چندگانه1 را شبیه سازی دینامیکی و تحلیل اقتصادی کردند. این سیستم شامل کالکتورهای حرارتی-فتوولتائیک2 کوپل شده با پمپهای حرارتی خورشیدی بعلاوه یک چیلر جذبی زئولیت و یک منبع ذخیره انرژی است. آنها کارایی سیستم را با استفاده از دو قرارداد مرسوم اندازهگیری خالص3 و خرید و فروش ساده شده 4 بررسی کردند ونهایتا تحلیل حساسیت5 را نیز انجام دادند.
مهان وهمکاران[5] متناسب با شرایط آب و هوایی امارات متحده عربی یک سیتم تولید چندگانه که شامل کلکتور خورشیدی، چیلر جذبی تک مرحلهای آب-لیتیوم برمید و غشای تقطیر6 را مطالعه کردند. انها کارایی این سیتم تولید چندگانه خورشیدی را با سه کلکتور خورشیدی متفاوت صفحه تخت7، لوله خلا8 و کلکتور ترکیبی سهمیوار9مقایسه کرد.
-2روش حل
در این بخش، میزان مصارف آب و برق جهت طراحی سیستم تولید آب آشامیدنی و سرمایش و انرژی الکتریسیته، بررسی و محاسبه و هزینه فعلی برای مصارف مذکور تعیین شده است. این مقادیر هزینه با توجه به هزینههای جاری کشور و با توجه به گزارش محیط بانان و مسئولین دفتر پارک ملی نای بند برآورد گردیده است. در جداول 1 و 2 به ترتیب نیازهای برق و آب اتاقک نگهبانی برآورد شدهاست.
جدول -1برآورد نیاز برق
باتوجه به موارد ذکر شده، میانگین آب تولیدی در روز برابر 400 لیتر میباشد. با استفاده از جدول سایکرومتریک میتوان موارد مورد نیاز را محاسبه نمود. به استناد اطلاعات بدست آمده از سازمان هواشناسی، میزان حداکثر و حداقل رطوبت و دمای هوا در هر روز موجود میباشد. با فرض توزیع سینوسی، میتوان رطوبت و دمای هر ساعت از روز را بدست آورد با استفاده از جدول سایکرومتریک برای هر ساعت میزان - رطوبت مطلق - 1 بدست آورده شده است. در واقع میزان آب برحسب کیلوگرم در کیلوگرم هوای خشک میباشد
جدول -2برآورد نیاز آب
با توجه به طرز کار چیلر جذبی و با توجه به این موضوع که تمام رطوبت موجود در هوا را نمیتوان به آب تبدیل نمود و در واقع دمای هوا تا حدود دمای نقطه شبنم کاهش مییابد، لذا نمیتوان انتظار داشت از تمام رطوبت موجود در هوا استفاده کرد. با توجه به جدول سایکرومتریک نحوه محاسبه d توضیح داده شده است.
