بخشی از مقاله
-1 چکیده
باتوجه به بحران انرژي در سال هاي اخیر به ویژه در فصل تابستان و محدود بودن منابع سوختی و آلایندگی آنها، انرژي خورشیدي از منابعی است، که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. باتوجه به انرژي دریافتی قابل ملاحظه ي زمین از خورشید می توان با بهره گیري مناسب از این انرژي در سیستم هاي تبرید بار سرمایی مورد نیاز خانه را در فصل تابستان تامین کنیم. در این مقاله، به منظور بررسی سیستم هاي انرژي نو، به مطالعه و تحلیل عددي داده هاي خورشیدي با استفاده از نرم افزار 1 EES بر روي معادلات حاکم بر سیستم هاي انرژي خورشیدي پرداخته شده است.
عملکرد این سیستم به صورت جذبی- خورشیدي با در نظر گرفتن اثرات لیتیوم- بروماید به همراه کلکتور لوله خلاء در نظر گرفته شده است. با استفاده از برنامه کامپیوتر ي که براي تک تک اجزاء سیستم و به تبع آن براي کل سیستم نوشته شده است عملکرد سیستم جذبی خورشیدي در شرایط یکسان حجم تانک ذخیره آب ثابت، مساحت سطح کلکتور ثابت به ازاي سیستم با نوع کندانسور متفاوت سیستم با کندانسور آبی و برج خنک کن و سیستم با کندانسور هوایی مورد بررسی قرار گرقته است. در این تحقیق مشخص شد. در یک سیستم با کندانسور آبی مدت زمان بیشتري از انرژي خورشیدي خورشیدي استفاده کرد.
-2 مقدمه
گرمایش ساختمان ها با استفاده از انرژي خورشیدي، ایده اي بود که در سال1930 میلادي مطرح گردید در کمتر از یک دهه به پیشرفت هاي قابل توجه اي دست یافت. با افزودن سیستم معروف تبرید جذبی - چیلر جذبی - به سیستم هاي خورشیدي می توان علاوه بر آب گرم مصرفی و گرمایش، از این سیستم ها در فصل گرم سال نیز براي سرمایش ساختمان استفاده نمود.
نوسانات قیمت حامل هاي انرژي، تمایل به کاهش هزینه هاي مصرفی سوخت و انرژي، گرایش به ذخیره سازي سوخت هاي فسیلی براي کاربردهایی به جز سوزاندن آنها و همچنین توجه به لزوم کاهش آلایندگی ناشی از مصرف سوخت ها در دهه ي اخیر، دلایل محکمی در لزوم تغییر نگرش در بهره برداري از انرژي است. اولین چیلر جذبی در سال 1860توسط فردیناند کاره فرانسوي اختراع شد و در آمریکا به ثبت رسید. اساس کار دستگاه تبرید جذبی بر این اصل استوار است، که می توان بخار سیال - مبرد - را در مایعی جذب کرد.
هرچه دماي این مایع کمتر باشد، میزان جذب بخار در آن بیشتر است با افزایش دماي محلول می توان بخار جذب شده را دفع کرد
اولین سیستم جذ بی خورشیدي دراواخر دهه 1970 توسط آرکلا وکرییر ساخته شد، که از آب و برومید لیتیوم بعنوان جاذب استفاده می نمود. مدتی بعد کرییر سیستم جذبی دیگري ساخت که حرارت مورد نیاز آن بطور مستقیم از یک کلکتور خورشیدي با دماي آب 82 تامین میشد
توسط محمد نوري در یک مقاله در سال 2011سیکل سیستم تبرید جذبی لیتیوم بروماید تک اثره آنالیز ترمودینامیکی شده است. تاثیردماهاي اجزاي اصلی سیکل که شامل ژنراتور، کندانسور، ابزربر و اواپراتور می باشد، را بر روي ضریب عملکرد سیستم بررسی شده.
شبیه سازي روي چیلرهاي خورشیدي براي بررسی ضریب عملکرد دماي آب مبرد و عملکرد سیستم با کلکتورهاي گوناگون در سال 1985 توسط مانیر صورت پذیرفت.[4] در یک مقاله در سال 2010 توسط آرش میرعبداالله لواسانی و همکارانش به بررسی عملکرد سیستم جذبی خورشیدي در ایران پرداخته شده است در این تحقیق یک سیستم جذبی خورشیدي با یک سیستم جدبی رایج و همچنین سیستم تراکمی مقایسه شده است
سیستم هاي تبرید جذبی سیستم هاي خنک کننده هاي هستند که منبع انرژي آنها انرژي گرمایی است. این انرژي می تواند از طریق بخار یا آب داغ و یا از طریق گرماي مستقیم شعله تأمین شود. سیستم هاي جذبی دستخوش صعود ونزول هاي فراوانی بوده است. سیستم هاي جذبی قدیمی تر از سیستم هاي تراکمی بوده وسابقه ي آنها به قرن نوزدهم برمی گردد.
در این نوع خنک کننده، به جاي کمپرسور از جذب کننده و مولد حرارتی استفاده می گردد یکی از پرکاربردترین خنک کننده هاي این نوع، سیستم لیتیوم بروماید است. در این سیستم، بخار آب در جذب کننده توسط لیتیوم بروماید غلیظ جذب شده و آب درمولد حرارتی بر اثر حرارت تبخیر میشود. این بخار آب، در کندانسور به بخارتبدیل می گردد و آب گرماي نهان خود را براي تبخیر، از محیط خنک کننده یا کوئل آب می گیرد. بخار آب ایجاد شده در خنک کننده به جذب کننده هدایت شده و جذب لیتیوم بروماید غلیظ میشود و دوباره به مولد حرارتی میرود. انواع چیلرهاي جذبی عبارتند از :
• -چیلرهاي آب گرم ضد کریستال
• -چیلرهاي بخار تک اثره
• -چیلرهاي بخار دو اثره
• -چیلرهاي شعله مستقیم
• -یکپارچه محلی - با مشعل اتمسفریک -
• سیلیکاژلی - به جاي استفاده از لیتیوم بروماید - از سیلیکاژل که ماده جامد جاذبی است استفاده میشود.
-3 اجزاي اصلی چیلر عبارتند از:
-1 کندانسور -2 ژنراتور -3 اواپراتور -4 جاذب -5 مبدل حرارتی -6 پمپ محلول - بعد از جاذب - -7 پمپ مبرد - سیرکولاسیون مبرد در اواپراتور - -8 پمپ خلاء -9 لوله کریستال زدایی اتوماتیک - زمان استفاده از لیتیم برماید - -10 شیر کنترل محلول -11 سه راهی - در بعضی چیلرها وجود دارد - -12 سیستم تخلیه گازهاي تقطیر ناپذیر - پرج - -13 سایت گلاس به منظور مشاهده سطح مایع در مبدلها
-4 سیال کاري در سیستم تبرید جذبی
در هر سیکل تبرید جذبی یک سیال جاذب و یک سیال مبرد وجود دارد. عملکرد یک سیستم تبرید جذبی بشدت به خواص شیمیایی و ترمودینامیکی سیال کاري آن وابسته است. قابلیت آمیختن جاذب و مبرد، بدون از دست دادن خواص خود در محدوده دمایی انجام فرایند یکی از شریط الزامی براي سیال کاري می باشد.
محلول از نظر شیمیایی نیز باید پایدار باشد. رایج ترین سیالهاي کاري براي استفاده در سیستم تبرید جذبی آب-آمونیاك و لیتیم برماید-آب می باشد. در سیستم جذبی آب و آمونیاك، سیال مبرد آمونیاك وسیال جاذب آب است. در سیستم لیتیوم بروماید و آب، سیال مبرد آب و سیال جاذب، محلول لیتیوم بروماید است. در این تحقیق یک چیلر جذبی یک اثره با محلول لیتیم _بروماید و منبع تغذیه آب گرم مورد بررسی قرار گرفته است.
شکل .1شماتیکی از یک سیستم جذبی لیتیوم برماید
در یک سیستم تبرید جذبی خورشیدي گرماي مورد نیاز در ژنراتورتوسط انرژي خورشیدي تامین میشود. صفحه اي که انرژي خورشیدي را به انرژي گرمایی تبدیل می کند، کلکتور نام دارد. عمدتا 3 نوع متداول کلکتور براي سیستم جذبی مورد استفاده قرار میگیرد.
-5کلکتور هاي صفحه تخت
کلکتور هاي صغحه تخت ساده ترین نوع کلکتور مورد استفاده است. ساختار آن به شکل یک جعبه مستطیل شکل بوده که در داخل آن یک صفحه جاذب فلزى از جنس مس یا آلومینیوم با پوششی به رنگ سیاه است. این صفحه، جاذب انرژى حرارتی خورشید می باشد. روى صفحه لوله هاى کوچکی قرار گرفته که آب یا سیال انتقال حرارت در آنها جریان دارد.
