همایش بین المللی چیلر و خنک کن ایران
سال:1389 | دوره:1 |تعداد مقالات:29

نحوه تبادل حرارت در سامانه های برودتی و حرارتی و بررسی آن از مباحث عمده درحوزه مهندسی مکانیک است. با توجه به ارزش روزافزون انرژی و نیاز به ارتقا بهره وری گرمایی تجهیزات و نیز کاهش انرژی تلف شده در دستگاه ها، بازشناسی پدپده های نو در انتقال گرما اهمیت بسیار دارد. اثربخشی شیوه های بهبود انتقال گرما اغلب به مدد سطوح توسعه یافته عملی است. مقاله حاضر پس از بازنمایی مفاهیم فیزیکی و برخی از فراسنج های بی بعد، به حل معادله های دیفرانسیل حاکم و شرایط مرزی مختلف در روند شبیه سازی یک سامانه حرارتی با سطوح توسعه یافته کوپل شده با برج خنک کن، پرداخته است. بمنظور بررسی جریان با رژیم آرام درون مبادله کن های گرمایی با هدف پیش گرمایش سیال مورد نیاز بخش دیگری از واحدهای صنعتی، تحلیلهای عددی مناسب به خود را طلبیده و اغلب مطابقت های نسبتا دقیقی را درحوزه های تجربی و نظری دربر داشته و و نتایج کاربردی مطلوبی را از خود نشان می دهد.

در این تحقیق پیش بینی علملکرد و طراحی برج های خنک کننده پاششی مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که در برجهای خنک کننده پاششی از اکنهها استفاده نمی شود، مشکلات ناشی از رسوب گیری و گرفتگی بوجود نمی آید اما از طرفی مدل ریاضی دقیقی برای پیش بینی عملکرد این برج ها وجود ندارد که با محدوده وسیعی از داده های تجربی توافق داشته باشد. استفاده از شبکه عصبی مصنوعی این امکان را فراهم می آورد تا با سرعت بالا و هزینه کم، مدلی برای برج خنک کننده پاششی بدست آورد تا بتوان دمای خروجی از برج خنک کننده را در محدوده وسیعی از داده های ورودی پیش بینی کرد. در نهایت نتایج بدست آمده از شبکه عصبی مصنوعی با نتایج مدل انتقال حرارت و جرم مقایسه شده است که نشان می دهد خطای مدل طراحی شده توسط شبکه عصبی مصنوعی کنترل از مدل ریاضی اراده شده میباشد.

یکی از مشکلات عمده نیروگاه های کشور، خوردگی لوله های مربوط به آبهای برج خنک کن می باشد. به منظوربررسی علل تخریب لوله های مذکور و بهبود در وضعیت کنترل شیمیایی تحقیقات وسیعی به به عمل آمد. نتایج حاصله نشان داده است که رسوب گل و لای، بالا بودن میزان مواد معلق آب، ایجاد سل های غلظتی اکسیژن، وجود باکتریهای SRB و عدم تزریق مداوم کلر باعث بروز مشکلاتی شده که در نهایت به زوال لوله ها انجامیده است. کلرور بالای آب کارون باعث شده که لوله های برنجی مقاومت خوردگی خوبی از خود نشان ندهند. از طرفی استفاده از ممانعت کننده های فسفات هم جوابگو نبوده و نیاز به ترکیبات موثرتری جهت دستیابی به نتایج بهتر وجود دارد. انتخاب آلیاژهای بهتر نظیر کوپر و نیکل و افزودن ترکیباتی نظیر نمکهای روی، فسفونات ها و مولبیدات ها به پلی فسفات از جمله تمهیداتی هستند که در جهت نیل به این هدف می تواند صورت گیرد. در نهایت رعایت دستورالعمل های بازرسی مستمر جهت آگاهی از عملکرد بازدارنده های خوردگی و رسوب دهی و تنظیم شرایط میکروبیولوژی توصیه می شود.

سیستم های خنک کن نیروگاهی به عنوان یکی از مهم ترین بخش های تمامی نیروگاه های حرارتی همواره مورد توجه خاص بوده اند. راندمان این بخش سیستم به طور مستقیم بر راندمان نیروگاه اثر می گذارد. عملکرد سیستم خنک کن خشک هلر نیز مانند انواع دیگر سیستم های خنک کن به شدت تحت تاثیر نامطلوب وزش باد قرار می گیرد. در صورت وزش شدید باد ممکن است کارآیی حرارتی برج های هلر تا حدود چهل درصد کاهش یابد. تاثیر نامطلوب وزش باد بر عملکرد حرارتی برج ناشی از دو عامل جریان های گرداب های در اطراف رادیاتورها و کج شدن پلوم خروجی از دودکش آنها است. تا به حال پژوهش های زیادی در مورد به کارگیری دیوار بادشکن در کنار رادیاتورها به منظور کاهش اثرات گردابه ای انجام شده است.در تحقیقی نیز برای کاهش اثر خفگی دهانه خروجی دودکش برج که ناشی از کج شدن پلوم خروجی از آن می باشد، استفاده از دودکش دارای سطح مقطع خروجی با زاویه بهینه 27 درجه نسبت به افق پیشنهاد شده است. در این تحقیق برای کاهش اثرات نامطلوب وزش باد طرحی پیشنهاد شده است که شبیه سازی عددی آن نشان داد با اجرای آن می توان تا شصت و چهار درصد عملکرد حرارتی برج را نسبت به شرایط فعلی به هنگام وزش باد بهبود بخشید.

سیستم آب گردشی نیروگاه، به منظور خنک کردن آب کندانسور بایستی گرما را بطور موثری از چرخه بخار گرفته و به محیط دفع کند. یکی از انواع پرکاربرد سیستمهای فوق، برج های خنک کن خشک با مکش طبیعی ( برج هلر) میباشد که بطور گسترده در مناطق کم آب، نظیر ایران، استفاده می شوند. عملکرد برج های هلر به شدت تحت تاثیر شرایط محیط، بویژه سرعت باد و دبی هوای مکیده شده به سمت برج، قرار می گیرد. بررسی ها نشان می دهد که عموما افزایش سرعت وزش باد، کاهش عملکرد برج هلر را بدنبال دارد. از اینرو استفاده از دیوارهای بادشکن به منظور کاهش این اثرات و نیز تزریق دود خروجی از نیروگاه بدرون برج جهت ایجاد مکش بهتر پیشنهاد شده است. در این پژوهش سه برج هلر همراستا بهمراه لوله تزریق دود و دیوارهای بادشکن مدل شده است و با در نظر گرفتن اثر شناوری (بویانسی) و با فرض جریان سه بعدی غیرقابل تراکم، معادلات ناویراستوکس و معادله انرژی با کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی حل شده و میدان جریان هوا در اطراف و داخل مجموعه سه برج همراستا و میزان انتقال حرارت از رادیاتورها بدست آمده اند. مقایسه عملکرد حرارتی برج ها در شرایطی که تزریق دود انجام نمی شود و دیوار بادشکن هم وجود ندارد، نشان می دهد که کاهش عملکرد حرارتی برای برج های تحت وزش باد و بدون استفاده از روشهای بهبود عملکرد شدیدتر از حالتی است که این روشها بکار گرفته می شود. و نیز نتایج بیانگر اینست که مجاورت سه برج در کنار یکدیگر می تواند آثار مثبتی شبیه به استفاده از دیوارهای بادشکن روی مکش بیشتر هوا بدرون برج ها داشته باشد که به نوبه خود موجب افزایش هرچه بیشتر راندمان حرارتی برج ها می گردد.

در این تحقیق رشد باکتری های هوازی و بی هوازی در آب خام اروند رود مجاور چوب مورد استفاده در برج های خنککننده چوبی در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های شمارش میکروبی دو نوع چوب رد وود و جنوب شرق آسیا در مدت چهار هفته و بدون استفاده از زیس تکش نشان داد آب خامی که در مجاورت چوب جنوب شرق آسیا قرار دارد، از آلودگی میکروبی زیادتری برخوردار است. تکرار آزمایش همراه با100ppm  زیست کش باعث کاهش آلودگی میکروارگانیسمی در هر دو نوع چوب گردید. مقایسه بین شرایط رشد باکتریهای هوازی و بی هوازی در مجاورت چوب ردوود بدون پوشش و نمونه های پوشش داده شده در شرایط مختلف با حضور زیست کش و بدون حضور آن نشان می دهد استفاده از پوشش باعث کاهش چشمگیر آلودگی میکروبی در نمونه های پوشش داده شده در مقایسه با نمونه های بدون پوشش در شرایط مشابه می باشد.

تحلیل های بسیاری بر روی سیکل های جذبی یک و دو اثره همراه با یک کندانسور بعمل آمده است، لکن در این مقاله سیکل جذبی آب لیتیوم بروماید دواثره با جریان های سری و موازی همراه با دو کندانسور، بررسی و مقایسه شده است. بدین منظور قوانین بقای جرم و انرژی حاکم بر سیستم نوشته شده، ضریب عملکرد سیستم ها محاسبه و تلفات اگزرژی نیز تحلیل شده است.

با توجه به اینکه تاسیسات یک ساختمان به عنوان قلب آن ساختمان محسوب شده و طراحی و انتخاب تجهیزات آن ازاهمیت شایانی بر خوردار بوده و همچنین با توجه به اهمیت موضوع کاهش مصرف انرژی در این مقاله سعی بر آن شده تا مزایای چیلرهای جذبی نسبت به تراکمی و طرز کار آنها جهت تهیه آب سرد جهت گرمایش، آب گرم جهت گرمایش و همچنین آب گرم مصرفی در راستای صرفه جویی در مصرف انرژی مورد بحث و بررسی قرار گیرد. چیلرها از جمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که به طور کلی می توان آنها را به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم کرد. به طور کلی چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می کنند.

برای محاسبه چگونگی عملکرد برجهای خنک کننده به پارامترهای دمای ورودی آب دمای تخلیه شعاع متوسط قطرات آب، سرعت متوسط هوا درون برج سرمایش، شدت ریزش یک قطره، ارتفاع ریزش قطرات و تمامی پارامترهای ترموفیزیکی نظیر ویسکوزیته، دانسیته، ظرفیت حرارتی و سایر پارامترها احتیاج می باشد. این خواص تابع دما، فشار و شرایط عملکرد برج است. در این تحقیق مدل ریاضی عملیات برج های خنک کننده با فن مکانیکی موردنظر بوده و این مدل یک مساله شرط مرزی است که پنج معادله را در بر گرفته و تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد برج برسی گردیده است.

با تجدید ساختار در صنعت برق تولیدات پراکنده جایگاه ویژه ای یافته اند. در این بین سیستم های تولید هم زمان به دلیل بازده بالا، بیش از سایرین مورد استفاده قرار گرفته اند. در مطالعات انجام گرفته شده توسط دیگران اقتصادی بودن سیستم های تولید هم زمان با محرکه موتور گازسوز مورد بررسی قرار گرفته شده اند. هدف اصلی این مقاله مقایسه اقتصادی بین سیست مهای برودت تراکمی و سیستم های برودت جذبی بر پایه سیستم های تولید هم زمان برق و حرارت است، به طوری که برودت و برق ساختمان تامین شود. به همین منظور یک سیستم موتور گازسوز مولد برق ترکیب با چیلر تراکمی با یک سیستم تولید هم زمان ترکیب با چیلر جذبی از لحاظ اقتصادی بر پایه دوره بازگشت سرمایه مقایسه شده اند و در پایان، برترین ترکیب انتخاب شده است.

در حال حاضر انواع چیلرهای جذبی و تراکمی به منظور تامین آب سرد جهت تامین بار برودتی ساختمانها تولید و به بازار عرضه می شوند. حال اینکه در چه مواردی بهتر است از چیلر جذبی و در چه مواردی بهتر است از چیلر تراکمی استفاده شود، موضوعی است که با در نظر گرفتن موارد مختلف از جمله سهولت کاربرد، هزینه های اولیه و جاری، فضاهای مورد نیاز و ... قابل بررسی می باشد. شایان ذکر است که به دلیل تنوع بالای این دستگاه ها، بررسی و مقایسه تمامی آنها امکان پذیر نبوده و به همین دلیل در این مقاله به بررسی و مقایسه دو سیستم چیلر تراکمی اسکرو و چیلر جذبی شعله مستقیم از نظر هزینه اولیه، هزینه راهبردی و هزینه های مصرف انرژی و مصرف آب پرداخته شده است.

در مطالعه حاضر عملکرد چیلر جذبی خورشیدی مورد ارزیابی قرار گرفته است و مقایسه این نوع چیلر با انواع دیگر آن (چیلر های تراکمی و جذبی) انجام شده است.در بررسی هزینه های اولیه و بلند مدت، با فرض نرخ های تورمی خالص متفاوت سالانه و اثر آن بر تامین هزینه انرژی دستگاه های تهویه مطبوع، نتایج گوناگونی در برتری اقتصادی هر یک از سیستم های تبرید بر دیگری حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که با حذف یارانه های انرژی و افزایش بهای گاز و برق، چیلرهای جذبی خورشیدی با در نظر گرفتن تورم خالص سالیانه بالای 7 درصد و بالای 15 درصد به ترتیب با چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی رقابت پذیر خواهد بود.

صرفه جویی در مصرف انرژی به یکی از دغدغه های دنیای امروز تبدیل شده است. دستگاه چیلر جذبی یکی از بهترین وجدیدترین وسایل سرمایشی است که به بهترین نحو جوابگوی موضوع بالاست. با توجه به اهمیت یادگیری و نیاز آزمایشگاهها در این امر، تولید دستگاه چیلر جذبی متناسب با نیاز آزمایشگاهی و حتی صنعتی جمعی از کارمندان شرکت آبرون تهویه را به فکر تولید این دستگاه با تناژ پایین انداخت. دستگاههای صنعتی معمول چیلر جذبی در تناژهای بالا (معمولا بالاتر از 40 تن تبرید) تولید می شوند و با توجه به در دسترس نبودن و همچنین بدنه فلزی و حجم اشغالی زیاد عملا برای مقاصد آزمایشگاهی بلا استفاده میباشند. ولی دستگاه مورد بحث در این مقاله به علت فضای اشغالی کم و بدنه شفاف که میتواند اتفاقات داخلی را به بهترین نحو به مخاطب نشان دهد، بسیار مناسب برای مقاصد آموزشی میباشد. به علت تناژ پایین قابل استفاده برای مکانهای مسکونی، تجاری و غیر و نیز میباشد.

در یک سیستم خنک کننده سیرکوله، برای جذب گرمایی که آب در حین عبور از تجهیزات و فرایندهای صنعتی دریافت کرده است، آن را از برج های خنک کن عبور می دهند و بعد از خنک شدن دوباره آن را به جهت خنک کردن تجهیزات و فرایندها به کار می برند.اغلب مشکلات برج خنک کن ناشی از ناخالصی آب (مشکلاتی همچون رسوب، بالا بودن میزان مواد معلق آب، ایجاد اکسیژن، عدم تزریق مداوم کلر) می باشد. این موارد در سیستم های خنک کن معمولا سه پدیده را بوجود می آورد: خوردگی، تشکیل رسوب و رشد بیولوژیکی. تنها استفاده از بازدارنده های خوب بدون در نظرگرفتن کلیه جوانب و دستورالعملها نمی تواند جوابگوی مشکلات خوردگی و رسوب دهی در آبهای خنک کن صنایع باشد. آزمایشات انجام شده نشان می دهد که استفاده تنها از پلی فسفات و اسید که هم اکنون رایج می باشد نم یتواند جوابگو باشد و بایستی از مخلوط ترکیبات شیمیایی بهتر، نظیر نمکهای روی، فسفوناتها و مولیبداتها استفاده شود. برای داشتن یک سیستم خوب و مطمئن باید ضمن رعایت دستورالعملهای مربوطه با روش بازرسی مستمر Monitoring از عملکرد بازدارنده های خوردگی و رسوب دهی و رشد بیولوژیکی آن آگاهی یافت.

در این مقاله چیلرهای جذبی به صورت چهار منبع حرارتی شامل: ژنراتور، اواپراتور، کندانسور و جذب کننده فرض می شود و به بررسی ترمواکونومیک چیلر بوسیله روابط موجود پرداخته می شود. برای ساده سازی محاسبات فرض را بر بازگشت پذیر بودن فرآیندها گذارده می شود. از آنجا که مبدل ها ابزار و وسایل گران قیمتی هستند پس کاهش سطح کل انتقال حرارت به عنوان معیار طراحی مدنظر می باشد. دراین مقاله ابتدا معیار ترمواکونومیک، تحت عنوان قیمت کل واحد بار سرمایش که شامل هزینه سرمایه گذاری اولیه و قیمت انرژی مصرفی می باشد، تعریف می شود. در ادامه بوسیله روابط موجود، مقدار بیشینه معیار ترمواکونومیک و بار تبرید ماکزیمم بدست آورده شده است. سپس شرایط کارکرد بهینه چیلر های جذبی مشخص گشته و در نهایت به بررسی اثر پارامتر ترمواکونومیک بر معیار ترمواکونومیک بیشینه، ضریب عملکرد و بار تبرید مخصوص متناظر با معیار ترمواکونومیک بیشینه پرداخته می شود.

یکی از نیازهای صنایع از جمله نفت، چیلرها و خنک کننده های صنعتی در پروسه و فرآیند مربوط به آنهاست چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی بدلیل مصرف کم برق مورد استقبال قرار گرفته اند. در چیلرهای جذبی خورشیدی، گرما و حرارت مورد نیاز چیلر از حرارت خورشید تامین می شود. کلکتورهای خورشیدی مورد استفاده، دمای سیال چیلر را بالا برده و آبگرم تولیدی را جایگزین گاز موردنیاز چیلر جذبی می نمایند. اگرچه هزینه خرید چیلر جذبی بالاتر از چیلر تراکمی است اما هزینه بهره برداری (هزینه برق) آن پایی نتر و در طول سالهای بهره برداری اقتصادی تر خواهد بود. همچنین هزینه خرید کلکتور خورشیدی نیز به هزینه سرمایه گذاری اولیه چیلر جذبی خورشیدی اضافه می شود. در این مقاله ابتدا مباحث فنی چیلر جذبی خورشیدی مورد بحث قرار می گیرد سپس هزینه جاری آن با چیلر تراکمی مقایسه می شود. در پایان، بحث اقتصادی چیلر جذبی در مقایسه با چیلر تراکمی نتیجه گیری می شود.

در چند دهه اخیر تکنولوژی سختی گیری و رسوب زدایی مغناطیسی در صنایع مختلف و به خصوص در حرارت وبرودت جایگاه مناسبی پیدا کرده است به طوریکه در بسیاری از موارد جایگزین روشهای دیگر که عمدتا شیمیایی هستند، شده است. این روش با برخورداری از مزایایی چون حذف آثار نا مطلوب سختی و رسوب، جلوگیری از تشکیل رسوب، حذف رسوبهای پیشین، افزایش بازدهی مبدلهای حرارتی و نصب و نگهداری آسان تبدیل به یکی از کاربردی ترین راههای مقابله با سختی و رسوب در حرارت و برودت شده است.در اثر اعمال میدان مغناطیسی با انرژی مناسب می توان شرایطی را ایجاد کرد که فرایند تشکیل بلورهای رسوب در داخل آب رخ داده و از چسبیدن آنها به دیواره ها جلوگیری شود. در این حالت اصطلاحا در آب پدیده دانه برفی رخ داده و هسته های اولیه بلورهای رسوب در آب تشکیل می شود. با گذشت زمان به حجم هسته های اولیه افزوده شده و بلورهای سخت خنثی و معلق در آب که خاصیت چسبندگی خود را از دست داده اند ظاهر می شود. در کنار فرایند فوق افزایش مولکولهای آزاد در آب و شکسته شدن پیوند هیدروژنی بین آنها باعث افزایش حلالیت آب شده و خاصیت رسوب زدایی را نیز به فن آوری فوق می افزاید، به نحوی که با گذشت زمان رسوب های پیشین نیز در آب حل شده و تبدیل به بلورهای خنثی معلق در آب می شوند.

در 100 سال اخیر افزایش مصرف سوخت های فسیلی منجر به بالا رفتن غلظت اتمسفری دی اکسید کربن تا 30 درصد شده است تا آنجا که 42 درصد از انرژی مورد نیاز، از سوخت های فسیلی (نفت، گاز و ...) تامین می شود و پیش بینی شده است که تا سال 2010 میلادی، قاره آسیا به بزرگترین مصرف کننده انرژی در دنیا تبدیل شود. در کشور ما نیز 38 درصد سوخت مصرفی به ساختمان اختصاص داده شده که در کنار هزینه های بالای آن برای مصرف کننده با خطر رو به اتمام بودن منابع و آلودگی محیط زیست نیز همراه است. طی تحقیقات فنی- اقتصادی بعمل آمده در مناطق گرم و مرطوب کشور، ارزانترین سیستم تهویه مطبوع در تمام گزینه ها و بدون استثنا سیستم جذبی و گرانترین آن کولر گازی می باشد و سیستم تراکمی نیز در حد فاصل آن دو قرار دارد. چیلرهای ادزربشن که نسل جدیدی از چیلرها می باشند در مقایسه با چیلرهای جذبی از نقطه نظراتی همچون مصرف انرژی، هزینه تعمیرات و نگهداری و... برتری دارند. از این رو در مقاله حاضر ابتدا عملکرد چیلر ادزربشن در سیستم تهویه مطبوع ساختمان و در ادامه مزیت های استفاده از آن از نقطه نظر فنی- اقتصادی آورده شده است.

کار حاضر شامل کاربرد حجم کنترل دو بعدی با متد شمارشی برای سهولت در مطالعه فرایند انتشار تغییرات فاز در ماده مرکب بر اثر انتقال گرما در ورقه های کامپوزیت PCM می باشد. مشاهدات به گونه ای است که اطلاعات مفیدی در زمینه اثر استفاده از اشکال گوناگون ورقه های چند لایه PCM با دماهای ذوب متفاوت کنار هم چیده شده و تعبیه آنها در سامانه های برج خنک کننده حاصل آمده است. خصوصیات فیزیکی، گرمایی و نیز چگونگی چینش های گوناگون ورقه ها از جنس مواد تغییر فازدهنده با تمرکز بر بکارگیری انواع تک ورقه ای آن و نمونه های کامپوزیتی در روند محاسبه یک انرژی کل ذخیره شده، مورد مقایسه قرار می گیرد.

وظیفه یک برج خنک کن، جذب گرما از یک فرایند و دفع آن به فضای اتمسفر است، این دفع از راه تبخیر صورت می پذیرد. از آن جایی که آب موجود در فرآیند خنک سازی در مدار برج خنک کن سیرکوله شود، به علت تبخیر تدریجی آب، غلظت مواد معدنی در آن افزایش می یابد. وقتی که غلظت مواد معدنی به اندازه دو برابر مقدار اولیه شد، گفته می شود که آب دارای دو سیکل غلظت می باشد. یکی از روش های اصلی سرمایش ساختمان های مسکونی و عمومی، سرمایش به وسیله گاز طبیعی و یا گاز مایع است. تجهیزاتی که از طریق گاز طبیعی و یا گاز مایع کار می کنند چیلر نامیده می شوند. چیلر ها ادواتی هستند که در موتو رخانه و یا در مدل هایی خاص (تناژ های پایین) در پشت بام و یا محیط باز نصب می شوند و با اتصال به یک سیستم تهویه مطبوع نظیر هوا ساز و یا فن کوئل که هوای تازه ساختمان را تامین می کنند، کار می کنند. چیلرها باعث ایجاد آلودگی صوتی می شوند؛ برج خنک کننده آلودگی های بیشتری را برای انسان در پی دارد، صدای ساطع شده توسط برج خنک کننده از دور نیز شنیده می شود. صدای بوجود آمده در آن توسط تاثیر آب در حال سقوط، حرکت هوا، حرکت پره های فن در ساختار موتور، گیربکس یا تسمه، تولید می شود. از مشکلات دیگر آن آلودگی حرارتی است؛ میزان آب موجود در برج خنک کننده به طور مداوم به اقیانوس ها، دریاچه یا رودخانه هایی که از آنها استفاده شده، بازگشته و به طور مداوم دوباره به گیاهان عرضه می شود. به علاوه، تخلیه مقادیر زیادی از آب داغ ممکن است درجه حرارت را برای اکوسیستم محلی و یا رودخانه به دریاچه دریافت و در سطح غیر قابل قبولی بالا ببرد.

مساله انرژی در کشور ما سال ها مورد توجه شایسته ای نبوده است و یارانه های آشکار و پنهان دولتی همواره مردم را از توجه واقعی به ارزش انرژی باز داشته اند. در سال های اخیر، توجه به میزان مصرف انرژی و همچنین صرفه جویی در مصرف، به عنوان یک ضرورت قطعی و چاره ناپذیر پدیدار گشته است. سرعت رشد مصرف داخلی انرژی به حدی است که با روند موجود توسعه منابع نفتی، شاید با گذشت چند سال و اندی، دیگر قادر به صادرات نفت نباشیم. انرژی مصرفی در ساختمان ها بیش از یک سوم انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص داده، که به نظر میرسد ارزش آن به قیمت جهانی سالیانه بالغ بر 6 میلیارد دلار می گردد. سامانه های تهویه مطبوع به مانند چیلرها و برج های خنک کن مانند اکثر سامانه های مکانیکی مقدار زیادی انرژی الکتریکی مصرف می کنند. تحقیقات نشان می دهد که حدود نیمی از انرژی مصرفی در بخش ساختمان، صرف سرمایش و گرمایش می شود. کمبود منابع انرژی و نوسان قیمت آن ها موجب شده است که کارشناسان به ایجاد تغییراتی در طراحی کلی سامانه های تهویه مطبوع و کاربردهای آن اقدام نمایند که البته بیشتر این تغییرات، بهره گیری از تکنولوژی های کم مصرف انرژی برای تهویه مطبوع ساختمانها می باشد. در این مقاله در مورد مصرف انرژی در سیستم های تهویه مطبوع و تاثیر کم آبی بر انتخاب مناسب سیستم های چیلر و برج خنک کن، بحث خواهد شد.

در یک مطالعه تجربی عملکرد حرارتی یک برج خن ککن تحت فشار مورد استفاده در یک سیستم نمک زدایی خورشیدی مورد بررسی قرارگرفته است. این سامانه تقطیری بر اساس عملیات واحد صنعتی رطوبت دهی- رطوبت گیری هوا کار می کند. برج خنک کن مزبور از نوع جریان مرطوب ناهمسو می باشد که با مواد فیلمی فشرده پر شده است. در کار حاضر، متغیرهای اندازه گیری به کمک نسبت دادن محدوده گسترده ای از نرخ شارش جرمی هوا و آب تعیین گردیدند. مضافا، برای چندین دمای آب ورودی، مشخصات و بهره برج ارزیابی شده و نتیجه به یاری معرفی کمیت نسبی نرخ شارش جرمی آب به هوا بیان می گردد.

آب برج های خنک کننده و چیلرها نیاز به تصفیه و درمان وسیعی دارد. در طی تصفیه این آب، باید سه فاکتور مهم خوردگی لوله ها و واحدهای تبادل گرمایی، رسوب های جدار داخلی لوله ها و ضریب تبادل حرارتی و رشد مواد میکروبیولوژی (باکتری، جلبک و خزه ها) به طور هم زمان کنترل گردد. PH پایین می تواند ضریب تبادل حرارتی رازیاد کند اما اشکال اینجاست که در PH های پایین میزان خوردگی مواد افزایش می یابد. تکنیک های تصفیه مرسوم استفاده از مواد شیمیایی مثل کلر و هیپوکلریت می باشد که خوردگی بیولوژیکی را کاهش می دهد، اما به علت داشتن پایداری و قدرت اکسندگی زیاد در آب باعث خوردگی شیمیایی می شوند. صورت های اصلی رسوب در برج های خنک کننده، یون های کلسیم و منیزیم می باشند که این رسوبات باعث ایجاد لایه ای ضخیم روی سطوح دستگاههای تبادل حرارت می شود. کاهش انتقال حرارت باعث عمل تبخیر آب و افزایش غلظت نمک ها در آب برج های خنک کننده می شود که در این حالت به اشباع رسیدن نمک ها تسریع می شود و رسوب گذاری افزایش می یابد. در آب برج های خنک کننده، تجمع میکروارگانیسم ها (بایو فیلم) ایجاد می گردد که این بایو فیلم ها از تشکیل کریستال اولیه یون ها و همچنین توانایی رسوب ها برای به هم پیوستن و سنگین شدن جلوگیری می کند و در نتیجه غلظت مواد آلی و معدنی در آب زیاد می شود و خوردگی را تسریع می کند. ازن به عنوان یک ضد عفونی کننده باعث گسستن بایو فیلم شده و این کار رسوب گذاری را افزایش می دهد و حتی آب با ظرفیت بالای مواد جامد محلول می تواند بارها و بارها سیرکوله شود که در نتیجه میزان تخلیه آب برج های خنک کننده کاهش می یابد. زمانی سیستم با چنین خصوصیاتی کار می کند که ازن با غلظت کمی در آب برج خنک کننده وجود داشته باشد و از تشکیل مجدد میکروارگانیسم ها جلوگیری کند. در این مقاله به بررسی تصفیه آب برجهای خنک کننده با روش جدید ازن زنی و مقایسه آن با روشهای قبلی پرداخته می شود.

بهینه سازی انرژی به عنوان یک راهکار اساسی برای کاهش مصرف انرژی و نیز کاهش آلاینده های زیست محیطی در کشورهای پیشرفته دنیا مطرح شده است. امروزه این کشورها به بهینه سازی و مدیریت انرژی به عنوان یک منبع جدید انرژی مینگرند. در این میان یکی از مهمترین راهکارهای بهینه سازی انرژی انجام شده در تمامی این کشورها با هدف افزایش بازده تولید انرژی و استفاده بهینه از منابع سوخت با بازده کلی 75 تا 90 درصد، استفاده از سیستم های تولید همزمان سرما، گرما و الکتریسیته میباشد. فنآوریهای تولید همزمان برق و حرارت، برق و یا توان مکانیکی تولید نموده و حرارت اضافی را برای مصارف مختلف از جمله گرمایش و سرمایش به صورت قابل ملاحظه ای بازیافت مینماید. در این میان نقش چیلرهای جذبی به عنوان منابع تامین انرژی سرمایشی بسیار با اهمیت است.

طی سال های اخیر استفاده از هوا به عنوان سیال خنک کننده و جایگزین برای آب در برج های خنک کننده متداول گشته است. این نوع مبدل ها بطور گسترده برای خنک کردن مایعات و گازها به عنوان مثال در برج های خنک کن ایستگاه های تقویت فشار و پالایشگاه ها استفاده میشوند. در ایستگاه های تقویت فشار گاز با استفاده از یک یا چند کمپرسور افت فشار ایجاد شده در خطوط انتقال جبران می گردد. اما افزایش فشار گاز در کمپرسورها سبب افزایش دمای گاز می شود و این افزایش دما به پوشش لوله ها آسیب خواهد رساند، لذا دمای گاز توسط برج های خنک کن کاهش یافته و سپس به خط لوله انتقال تزریق می گردد. با توجه به آنکه میزان کاهش دمای گاز و خنک کاری بیشتر، بر میزان افت فشار گاز در خط لوله و در نتیجه کاهش میزان مصرف انرژی در ایستگاه بعدی قابل بررسی است، در این مقاله امکان سنجی خنک کاری بیشتر گاز در برج های خنک کن ایستگاه های تقویت فشار و تاثیر آن بر کاهش مصرف انرژی مورد نیاز در آنان مورد بررسی قرار می گیرد.

در تجهیزات انتقال حرارت بویژه سامانه های تولید برودت نظیر چیلرها و سایر دستگاه های سرماساز و تهویه ای تامین و توزیع هوا و نیز بهره برداری از انرژی همراه جزء نیازهای اساسی بشمار می روند. در سرمایش به روش جذبی انرژی سیستم به جای الکتریسیته از گرما تامین می شود. این حرارت از بخارات حاصل از گرمای یک مشعل گازسوز یا گازوئیل سوز اتمسفریک که در کانال های هوا جاری می شوند؛ تامین می گردد. کار حاضر، به دلیل ضرورت بررسی شرایط مطلوب تامین هوا در کانالها و داکت ها، با تمرکز بر ارایه مدلی برای پیش بینی عملکرد مجاری به کمک اندازه گیری زمان واقعی، مقایسه واقعبینانه ای با بازده مرتبط با اجزا یا سیستم های مشابه صورت گرفته است. مدل ریاضی ارایه شده برهمکنش تاثیرات مولفه های مختلف در مجاری تغذیه و بازگشت بویژه برهم کنش میان تلفات هدایتی و نشت هوا را لحاظ نموده و اثرات متقابل نشت نامتوازن و نفوذ طبیعی و نگهداشت حرارت از تمامی سطوح داک تها در موقعیتهای مختلف را مدنظر دارد. در اینجا متناسب با کاربردهای منحصر به تجهیزات برودتی خانگی، ضمن معرفی روش چرخه حرارتی کوتاه مدت سازگار با عملکرد سامانه های تهویه ای نتایج چندین بررسی تجربی مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد؛ خروجی هر دو روند شبیه سازی قبل و بعد از آزمایش به دلیل بهبودهای ناشی از عای قکاری و جلوگیری از نشت هوا در مجاری نتایج مطلوبی در بردارد.

تحولات بوقوع پیوسته در صنعت و شیوه های جدید استفاده از منابع نیرو همچنین رشد اقتصادی روزافزون، موجب خواهد شد که در طی 20 سال آینده تحولات اساسی در زمینه صنعت تبرید در سراسر دنیا رخ دهد. افزایش هزینه انواع انرژی در جهان بخصوص بهای برق مصرفی، باعث شد تا هزینه های جاری تاسیسات تهویه مطبوع ساختما ن ها بشدت افزایش یابد بنابراین دیگر استفاده از وسایل و دستگاههایی که میزان مصرف انرژی، خصوصا انرژی الکتریکی آنان زیاد بوده، مقرون بصرف نخواهد بود. تحولات ذکر شده، انقلابی در صنایع تهویه مطبوع و تبرید ایجاد نمود. بدین ترتیب نسل جدیدی از محصولات با تغییرات عمده در سیکل و سیستم کارکرد اختراع و ابداع گردید. نسل جدید تولیدات با مصرف کمتر انرژی، بازده بیشتر داشته و با بهره گیری از پیشرفتهای علمی و دستاوردهای جدید آن، استهلاک کمتر، عمر طولانی تر و در مجموع هزینه نگهداری کمتر را برای مصرف کنندگان به ارمغان آورده است.

مقایسه وضعیت انرژی ایران در سال 1386 با ارقام مشابه در سال 1366 نشان می دهد که کل مصرف نهایی انرژی از 307.7 به 975.2 میلیون بشکه معادل نفت خام افزایش یافته است (رشد سالیانه 5.9 درصد). این افزایش چشمگیر درمصرف انرژی، ضرورت تداوم و شتاب در اقدامات بهینه سازی مصرف انرژی را بیش از پیش نمایان می سازد. چرا که ادامه روند جاری باعث خواهد شد که علاوه بر کاهش سالانه توانایی صادرات انرژی، کشور ما در میان مدت به وارد کننده انرژی نیز تبدیل شود. سیستم سرمایش جذبی تبخیری - تبخیری خورشیدی از سه بخش اصلی خشک کن، منبع گرمایی و سرمایش تشکیل شده است. نحوه عملکرد آن بدینگونه است که هوای گرم و مرطوب وارد بخش خشک کن شده و توسط مواد جاذب رطوبت خود را از دست می دهد. سپس هوای گرم و خشک وارد بخش سرمایش (که عمدتا تبخیری می باشد) شده و خنک می گردد. سپس این هوای 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 معمولا از کلکتورهای صفحه تخت خورشیدی استفاده می گردد. در این مقاله با انجام برآورد اقتصادی مشخص گردید که در صورت جایگزینی سیستمهای سرمایش تراکمی متداول مانند کولر گازی، حدود 63 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی حاصل گردیده و نرخ بازگشت سرمایه آن با استفاده از روش محاسباتی پویا حدود 3 سال و 8 ماه بدست می آید.

یکی از ره آوردهای تکنولوژی جدید برای فراهم نمودن آسایش حرارتی و ساختمانهایی که بی توجه به شرایط آب و هوایی احداث می شوند، سیستم های تهویه مطبوع است.امروزه دراکثر کشورهای جهان سیستم های تهویه مطبوع با توجه و یا بدون توجه به ضرورت استفاده از آن، بعنوان معیاری جهت مرغوبیت و ارتقا کیفی بنا مورد بهره گیری عمومی بویژه در بناهای اداری و تجاری قرار می گیرند. مشکلی اهمیت زیادی دارد، مصرف بالای انرژی آنها در زمان ماکزیمم مصرف انرژیست. وقتی که در معرض حداکثر دما در ماههای گرم یا ساعات گرم روز هستیم در همان شرایط نیازمند بالاترین میزان تولید انرژی برق بوده که امکانات طبیعی و جوی آن را میسر نمی سازد و ذخیره ها را مورد تهدید قرار می دهد.بی هیچ تردیدی در کشور پهناور ما مناطق با شرایط آب و هوایی گوناگونی وجود دارد که هر یک نیازمند سیستمهای تهویه ای خاص خود می باشند. لذا بر این اساس به بررسی امکان استفاده تلفیقی از ایرواشر و خشک کن بمنظور سرمایش ساختمانهای مسکونی اداری و تجاری می پردازیم. در طراحی اولیه این سیستم، هوای گرم و مرطوب وارد بخش خشک کن شده و توسط محلول لیتیوم کلراید رطوبت آن گرفته شده سپس هوای گرم و خشک وارد ایرواشر گردیده و با رطوبت زنی تا دمای حدود 18 درجه سانتی گراد خنک می کردد. جهت احیا دوباره محلول جاذب لیتیوم کلراید نیاز به یک سیستم گرمایش با دمای حدود 80 درجه سانتیگراد می باشد که برای این منظور می توان از کلکتور خورشیدی جهت گرمایش آب تا دمای مذکور استفاده نمود.