سيستم هاي سرمايش

[mrhaghani]

چكيده

سرمايش تبخيري قدمت زيادي دارد. قبل از ورود سيستم*هاي تهويه مطبوع، سرمايش تبخيري، متد موثري براي خنك كردن يك خانه به شمار مي*رفت. در آب و هواي خشك، سرمايش تبخيري، همواره منسوب به كولر آبي است كه براي خنك كردن خانه*ها به صورت ارزان قابل استفاده مي*باشد.
اساس كار در كولرهاي آبي سرمايش تبخيري مستقيم است در اين فرايند رطوبت به هوا اضافه مي*شود يك كولر آبي شامل بدنه ، فن ،درپوشها، پمپ گردش آب، مخزن آب، شير شناور، خطوط توزيع آب و موتور الكتريكي است. سيستم كار كولرهاي آبي بدين گونه است كه آب موجود در مخزن توسط پمپ آب بر روي درپوشها ريخته مي*شود الكتروموتور توسط تسمه فن را به چرخش در مي*آورد با چرخش فن هوا از فضاي بيرون به داخل محفظه كولر كشيده مي*شود و با عبور از سطح پوشالهاي خيس، رطوبت هوا افزايش پيدا كرده و دماي آن نيز كاهش پيدا مي*كند.
با توجه به توليد كولر آبي در داخل كشور و نيز استفاده از اين وسيله براي خنك كردن منازل يك وسيله خنك كننده ملي شناخته شده است و بيش از 70% اقليم جغرافيايي كشور به آن نياز دارد .

سرمايش

براي سرمايش ساختمانهاي مسكوني و تجاري سه روش كلي مورد استفاده قرار مي*گيرد. روش اول استفاده از يك سيكل تبريد تراكمي و روش دوم استفاده از يك سيكل جذبي است. روش ديگر براي تويد سرمايش استفاده از قابليت هواي كم رطوبت به منظور تبخير آب در يك فرايند آدياباتيك مي*باشد كه در نتيجه دماي حباب خشك هوا در طي فرايند افت مي*كند به چنين فرايندي سرمايش هوا بوسيله تبخير آب گفته مي*شود اين روش براي مناطق خشك كاربرد دارد.
بسياري از ساختمانهاي مناطق بياباني بار سرمايش محسوس خود را با استفاده از روش سرمايش تبخيري تأمين مي*كنند كه نسبت به ساير روشها مقرون به صرفه مي*باشد .
در ادامه ابتدا به توضيح خلاصه سيكلهاي جذبي و تراكمي پرداخته و در نهايت به توضيح سرمايش تبخيري و تجهيزات آن مي*پردازيم.
1 _ 1 _ سيكل سرمايش رنكين

تصوير 1 _ 1 شكل شماتيك سيكل ايده*آل تراكمي را روي نمودار p-h نشان مي*دهد در اين نمودار از افت*هاي فشار و دما صرفنظر شده است.
مهمترين عامل براي نشان دادن نحوه اين عملكرد سيكل، ضريب عملكرد ( c.o.p) مي*باشد كه براي سيكل ايده*آل عبارت است از :

( 1 _ 1 )

شكل 1 _ 1 سيكل سرمايش رنكين

1 _ 2 _ سيكل جذبي
با استفاده از سرمايش جذبي انرژي قابل توجه ورودي به كمپرسور در سيكل تراكمي با مقدار كمي انرژي ورودي پمپ و افزودن حرارت جايگزين مي*شود و كار مكانيكي بطور قابل ملاحظه*اي كاهش مي*يابد اين روش بخصوص زماني به صرفه است كه يك منبع توليد حرارت با دماي بين 100 _ 200 درجه سانتيگراد وجود دارد.
نمودار شماتيك يك سيكل جذبي در تصوير 1 _ 2 آمده است.
دو نوع متعارف جذب كننده برد در اين سيكل، ليتيم برومايد و محلول آمونياك در آب مي*باشد در اولي سيال مبرد عبارتست از بخار آب كم*فشار و در دومي آمونياك .

شكل 1-2 سيكل جذبي ليتيم برومايد

سيستم ليتيم برومايد ساده*تر است چرا كه در اين سيستم جدايي كامل مبرد و جاذب لزومي ندارد با اين وجود اين سيستم دو شكل دارد، دماي اواپراتور نبايد كمتر از 5 درجه سانتيگراد باشد و بعلاوه ژنراتور بايد در دماي به اندازه كافي بالا كار كند تا از بلوري شدن نمكهاي ليتيم برومايد جلوگيري كند.
نحوه عملكرد اين سيستم هم بوسيله ضريب عملكرد صورت مي*گيرد.















ضريب عملكرد اين سيستمها بين 5/0 تا 2/1 مي*باشد.
سيستمهاي جذبي آمونياك قديمي*تراند اما امروزه نسبت به سيستم*هاي ليتيم برومايد كمتر استفاده مي*شوند. اين سيستمها داراي اين مزيت هستند كه اواپراتور در فشار بزرگتر از فشارمحيط كار مي*كند و اواپراتور مي*تواند در دماي كمتر از دماي نظير براي سيكل ليتيم برومايد كار كند. اما در عوض اجزاي اضافي براي سيكل آمونياك مورد نياز است ضرايب عملكرد اين در سيستم تقريباٌ يكي است.

1 _ 3 _ چيلرها
يك چيلر مجموعه*اي از دستگاهاست كه براي تهيه آب سرد به منظور سرمايش فضاي موجود در ساختمان بكار مي*رود دستگاههاي تشكيل دهندة يك چيلر با توجه به نوع سيكل مورد استفاده متفاوت خواهند بود ولي مينيمم تجهيزات لازم عبارتند از: يك اپراتور، كندانسور، يك وسيله انبساطي و يك كمپرسور براي سيكل تراكمي و سيستم پمپ، ژنراتور، جذب كننده براي سيكل*هاي جذبي.

شكل 1-3 چيلر تراكمي

تصوير 1 _ 3 يك نمونه از چيلر مبتني بر سيكل تراكمي را نشان مي*دهد.

1 _ 4 _ سرمايش تبخيري ( Evaporative air cooling)

تجهيزات سرمايش تبخيري هوا را به دو گروه مستقيم و غير مستقيم مي*توان تقسيم كرد در سرمايش تبخيري از طريق كم كردن درجه حرارت حباب خشك هوا، شرايط محيطي مناسبتري براي زندگي تأمين مي*گردد همچنين در سرمايش تبخيري با كنترل كردن درجه حرارت حباب خشك و يا رطوبت نسبي مي*توان توليد حبوبات يا محصولات صنعتي را بهبود بخشيد. عملكرد سرمايش تبخيري مستيماٌ به شرايط اقليمي وابسته است.
1 _ 4 _ 1) سرمايش تبخيري مسقيم (Direct Evaporative Air Cooling

فرايند سرمايش تبخيري مستقيم ، يك فرايند تبادل حرارت آدياباتيك است حرارت از هوا به آب انتقال مي*يابد و آب تبخير مي*گردد. به اين ترتيب درجه حرارت حباب خشك هوا كاهش خواهد يافت و سرمايش محسوس انجام مي*شود تجهيزاتي كه در آنها با تبخير مستقيم آب درداخل جريان هوا سرمايش ايجاد مي*شود چندين نوع هستند اين گونه*ها عبارتند از:
(1) كولرهاي تبخيري [1] (2) هوا شورهاي داراي بستر مرطوب [2] و هواشورهاي با پاشش آب [3]
(3) واحدهايي كه در آنها بر روي كوپل آب پاشيده [4] مي*شود.
(4) رطوبت زن*ها [5]
1 _ 4 _ 2 _ سرمايش تبخيري غير مستقيم indirect Evaporative

در سيستمهاي غير مستقيم هوا در يك مبدل حرارتي كه جريان هواي ثانويه از آن مي*گذرد، سرد مي*شود هواي ثانويه را نيز مي*توان مستقيماٌ به روش تبخيري و يا توسط آبي كه به روش تبخيري خنك شده است سرد كرد. در زمانهاي گذشته، تجهيزات سرمايش تبخيري غير مستقيم خيلي گران بودند ولي افزايش قيمت انرژي، لزوم كنترل كيفيت هواي داخل و مشكلات زيست محيطي مربوط به كلروفلور و كربنها موجب گرديده است كه در استفاده از سيستمهاي سرمايش تبخيري مستقيم و غير مستقيم تجديد نظر شود.
نمونه*اي از سيستمهاي داراي سرمايش تبخيري غير مستقيم عبارتند از:
( 1 ) كولرهاي تبخيري غير مستقيم هوا [6]
1- cooler Evaporative

[2]- wetted media

[3]- water spray

[4] sprayed
[5] - humidifier

[6] -air coolers indirect Evaporative



سيستمهاي برج خنك*كن [1] / كويل [2] با تركيب كولرهاي تركيبي مستقيم و مبدل*هاي حرارتي نيز مي*توان سرمايش تبخيري غير مستقيم را بوجود آورد. لوله*هاي حرارتي [3]، چرخهاي حرارتي چرخان [4]، مبدلهاي حرارتي صفحه*اي [5] و مبدل*هاي حرارتي پوسته _ لوله*اي [6] را مي*توان بدين منظور استفاده كرد . با سرمايش تبخيري هواي ثانويه توسط پاشش مستقيم آب بر روي سطوح مبدل حرارتي و با استفاده از كولرهاي تبخيري مستيم در قبل از مبدل حرارتي مي*توان هواي اوليه را مستيماٌ سرد كرد و حرارت آن را به هواي ثانويه منتقل نمود. 2_1_ كولر آبي و اهميت آن يكي از اولين روشهايي كه بشر جهت خنك كردن محيط اطراف خود انتخاب نمود گذراندن هواي داغ بيرون از روي بوته*هاي مرطوب خار و عبور آن به داخل چادر يا كلبه خود بوده است . نوع تكامل يافتة اين گونه خنك*كننده*ها در شهرهاي حاشيه كوير مخصوصاٌ يزد ديده مي*سوند كه با ساختن بادگير در جهت مناسب، جريان هواي بيرون به داخل هدايت مي*شود تا با عبور از روي سطوح مرطوب دماي آن كاهش يابد . با كشف و كاربرد الكتريسيته و ساخت موتورهاي برقي نوع پيشرفته*تر اين گونه خنك*كننده*ها در قالب كولرهاي آبي ايرواشري و برجهاي خنك*كن ساخته شد و به بازار عرضه گرديد با توجه به عملكرد اينگونه وسايل كه از نظر ترموديناميكي تقريباٌ به صورت آدياباتيك صورت مي*گيرد ما در اغلب موارد با كاهش دما و افزايش رطوبت شرايط هواي بيرون به آسايش مورد نياز انسان نزديكتر مي*شويم بدون اينكه هيچگونه گرماگيري از محيط داخل انجام پذيرد. اگر اين خنك*كننده*ها براي اماكني با شرايط محيطي نسبتا نامطوب مانند اغلب كارخانه*هاي صنعتي، محيطهايي كه رطوت بالا نياز دارند مانند گلخانه*ها، سالن*هاي كشت محصولات در سايه و غيره و يا اماكن مسكوني كه در نقاط نسبتاٌ خشك و نيمه خشك قرار دارند بكار مي روند مي توانند شرايط آسايش نسبتا مناسبي را فراهم آورند . در اين ميان كولر هاي آبي متداولترين اين دستگا هها مي*باشند كه به دليل ارزان بودن، سادگي استفاده و مصرف برق كم نسبت به ساير وسايل برودتي بيشترين كاربرد علي الخصوص در اماكن مسكوني را دارا مي*باشد . طبق بررسيهاي انجام شده در سال 1375 مصرف برق اين وسيله حدود 1550 گيگاوات ساعت بوده است كه حدود دو درصد مصرف كشور مي*باشد . 2-2 _ساختمان كولر آبي فن از يك قطعه فلزي يكپارچه ساخته مي*شود كه بايد با دستگاههاي الكترونيكي كاملا بالانس شود كه باعث عمر طولاني يا تاقانها شده و نيز به مدت طولاني بدون صدا و لغزش به كار خود ادامه دهند پوشا لها به منظور جريان بهتر هوا و آب مي بايست ضخامت پوشالها در تمام سطوح، پخش گردد بدين منظور پوشالها با دستگاههاي اتوماتيك دوخته شده و مانع از عبور گردو غبار به درون اتاق مي*شود . بدنه بدنه و قسمتهاي فلزي آن كه از جنس ورق گالوانيزه مي*باشد با لايه ضخيمي از فلز روي و رنگ پودر پوشش داده مي*شود . الكتروموتور در ادامه بحث راجع به الكتروموتور به تفصيل بحث شده است . پمپ آب پمپ آب كار پمپاژ آب از تشك پاييني كولر به سه راهه آب را به عهده دارد و مي*تواند به راحتي آب را به ارتفاع دو متري برساند . 2-3 _ اصول عملكرد كولرهاي تبخيري ( آبي ) مستقيم در كولرهاي آبي مستقيم آب در داخل جريان هوا تبخير مي*شود شكل 2-1 تغييرات ترموديناميكي هوا و آب در هنگام تماس مستقيم را نشان مي*دهد . درجه حرارت تعادل آبي كه بطور مداوم گردش مي*كند ، برابر با درجه حرارت حباب تر هواي ورودي خواهد بود. در اثر انتقال جرم و حرارت بين هوا و آب ، همزمان با ثابت ماندن درجه حرارت حباب تر، درجه حرارت حباب خشك هوا كاهش و رطوبت نسبي آن افزايش مي*يابد . حد نزديك شدن درجه حرارت هواي خروجي از يك كولر آبي مستقيم به درجه حرارت حباب تر هواي ورودي، يا حد اشباع شدن كامل هواي خروجي را بر حسب بازده اشباع مستقيم[7]بيان مي*كنند . [1] -cooling tower [2] - coil [3] - heat pipes [4] - rotary heat weels [5]- plate heat exchanger [6] - shell & tube [7] - direct saturation effectivness شكل 2-1 عملكرد متقابل هوا و آب در يك كولر تبخيري هوا

[morteza60]

cop یک چیلری که در حال کاره رو چطور میشه افزایش داد؟هم تراکمی هم جذبی؟

[mrhaghani]

در هر دو مورد چه جذبي و چه تراكمي اگه بتونيم با صرف انرژي كمتر انتقال حرارت بيشتري داشته باشيم مي تونيم cop را بالا ببريم
مثلا دماي برج رو به درستي كنترل كنيم عايق كاري صحيح باشه وكيوم چيلر خوب باشه پرت الكي نداشته باشيم و ...