104- پروژه آماده: تحلیل نظری خنک کردن غیر مستقیم سیستم با ورودی هوا تا پایین تر از دمای نقطه شبنم - 79 صفحه فایل ورد (word)

فهرست مطالب

عنوان   صفحه

فصل 1-         بررسی سیستمهای تبخیری و نقطه شبنم   1

1-1-   مقدمه  1

1-2-   Dew Point نقطه شبنم چیست ؟ 3

1-3-   دمای نقطه شبنم (Td) : 3

1-4-   اندازه گیری نقطه شبنم : 3

1-5-   دمای نقطه شبنم یخی (rf) : 4

1-6-   سرمایش    4

1-7-   سیکل سرمایش رنکین  4

1-8-   سیکل جذبی  5

1-9-   چیلرها 7

1-10- سرمایش تبخیری   ( Evaporative  air  cooling) 8

1-10-1-        سرمایش تبخیری مسقیم:) (Direct Evaporative  Air  Cooling  9

1-10-2-        سرمایش تبخیری غیر مستقیم indirect  Evaporative  9

1-11- کولر آبی و اهمیت آن  11

فصل 2-         ساختمان کولر آبی   13

2-1-   اصول عملکرد کولرهای تبخیری ( آبی ) مستقیم  14

2-2-   فرایندهای کولر آبی  15

2-3-   کاربردهای کولر آبی ( Application ) 19

2-3-1-          کاربردهای صنعتی ( Industrial Application) 20

2-3-2-          رطوبت گیری و سرمایش)  (  dehumidification  & cooling  21

2-3-3-          تمیز کردن هوا (air cleaning) 23

2-3-4-          - سایر کاربرد ها 23

2-4-   انواع کولرهای آبی مستقیم  24

فصل 3-         تحلیل تئوری کولر های تبخیری غیر مستقیم   29

3-1-   مقدمه  29

3-2-   تحلیل مبدل حرارتی غیر مستقیم به روش المان گیری  29

3-3-   معادلات حاکم [20] 30

3-4-   فرمولاسیون عمومی برای آنالیز مبدلهای حرارتی به روشLMTD : 47

3-5-   فرمولاسیون عمومی برای آنالیز مبدلهای حرارتی به روش   48

فصل 4-         ارزیابی انرژی کولر تبخیری با قابلیت کاهش دما تا پایینتر از دمای شبنم   51

4-1-   مقدمه  51

4-1-1-          توصیف کولرهای تبخیری غیر مستقیم و کولرهایی که بر اساس چرخه میسوتسنکو کار میکنند  53

4-2-   توصیف شکل هندسی پیشنهادی  57

4-3-   توصیف مدل ترمودینامیکی و ریاضی  58

4-4-   نتایج و بحث   64

4-5-   نتایج  69

فهرست مراجع   73

امروزه فراهم نمودن شرایط آسایش و تهویه مناسب محل زندگی و کار یکی از فاکتورهای مهمی است که مد نظر مهندسان و سازندگان ابزارها و لوازم تهویه ای می باشد. شرایط آسایش برای مکانهای مختلف بسته به نوع کارایی آنها متفاوت می باشد. به طور مثال این شرایط در یک اتاق اداری با یک اتاق خواب متفاوت خواهد بود، اما به طور میانگین این شرایط آسایش با سه مشخصه زیر برآورد میگردد:

دمای حباب خشک حدود °C24رطوبت نسبی % 70سرعت هوا m/s 3/0

بدین منظور سیستمهای گرمایش و سرمایش مختلفی طراحی، ساخته و مورد استفاده قرار گرفته است. با پیشرفت تکنولوژی این سیستمها نیز تحول یافته و تغییراتی در جهت کارکرد بهتر آنها صورت گرفته است. سیستمهای سرمایش خود به چند دسته عمده تقسیم بندی می شوند که هر یک کاربرد خاصی دارند. از جمله این سیستمها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

سیستمهای خنک کننده تراکمیسیستمهای خنک کننده جذبیسیستمهای خنک کننده تبخیریسیستمهای خنک کننده تراکمی و تبخیری

سیستم خنک کننده جذبی سیستم جدیدی می‌باشد که به دلیل هزینه بالا کمتر از دو نوع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیستمهای خنک کننده تراکمی که بر پایه فشرده کردن یک سیال و تغییر فاز آن از حالت مایع به بخار کار می کنند یکی از کاربردی ترین سیستمهای خنک کننده می باشند که در مناطق مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

سیستمهای خنک کننده تبخیری که بر اساس تبخیر آب در هوا کار می کنند نیز از جمله سیستمهای خنک کننده کاربردی می باشند که بیشتر در مناطق گرم و خشک استفاده می شوند. در سالهای اخیر به دلیل اهمیت این سیستمها تحقیقات فراوانی در جهت بهبود کارکرد آنها صورت گرفته است، این امر نشان دهنده اهمیت این سیستمها از نظر مصرف انرژی می باشد.

سیستمهای خنک کننده تراکمی و تبخیری از جمله سیستمهای خنک کننده می باشند که از ترکیب یک سیستم تراکمی با یک سیستم تبخیری تشکیل می شوند. این سیستمها به تازگی مورد مطالعه قرار گرفته اند و دلیل اصلی کاربرد آنها کاهش توان مصرفی سیستمهای تراکمی می باشد.

در این بخش ابتدا خنک کنندگی تبخیری را تعریف کرده، سپس به مقایسه سیستمهای خنک کننده تبخیری و تراکمی می پردازیم. در ادامه انواع سیستمهای خنک کننده تبخیری را به صورت اجمالی معرف خواهیم کرد، و در پایان مروری بر تحقیقات صورت گرفته در مورد این سیستمها خواهیم داشت.

Dew Point نقطه شبنم چیست ؟

اگر دمای هوا به درجه‌ای برسد که در آن هوای مفروض صد در صد از بخار آب اشباع گردد (فشار ثابت)، چنین درجه‌ای به نقطه شبنم یا Dew Point موسوم است.

دمای نقطه شبنم (Td) :

دمای نقطه شبنم دمایی است که هوای مرطوب برای آنکه نسبت به سطح آب به حد اشباع برسد، بایستی تا آن دما سرد شود. در این فرآیند فشار هوای مرطوب P و نسبت اختلاط r  ثابت می‌ماند.

باید توجه داشت که در این فرآیند فشار هوا ثابت می‌ماند و هیچ بخار آبی به نمونه هوا اضافه نشده و یا از آن برداشت نمی‌شود. بنابراین نسبت اختلاط هوا ثابت می‌ماند. ولی به هر حال هوا در دمای نقطه شبنم به حد اشباع می‌رسد و بنابراین مقدار نسبت اختلاط مساوی با نسبت اختلاط اشباع در این دما می‌شود.

سرد شدن نسبی لایه‌ای از هوا در نزدیکی زمین در هنگام شب ممکن است دمای هوا را تا حد نقطه شبنم برساند. از آن پس از سرد شدن باعث تراکم بخار آب می‌شود. در واقع این میان فرآیند اصلی تشکیل شبنم است

اندازه گیری نقطه شبنم :

برای اندازه گیری ابتدایی نقطه شبنم یک ظرف که جداره خارجی آن کاملا صیقلی باشد، اختیار کرده و مخلوط آب و یخ در آن قرار می‌دهیم. هرگاه روی جدار خارجی ظرف با هوای مورد نظر در تماس است. به تدریج ذرات بخار آب به صورت مایع (شبنم) پیدا شده، در دمای آب را بوسیله دماسنج تعیین می‌کنیم این دما درجه اشباع یا نقطه شبنم است

دمای نقطه شبنم یخی (rf) :

نقطه شبنم یخی دمایی است که هوای مرطوب و برای آنکه در مجاورت یخ اشباع شود بایستی تا آن دما سرد شود. در این فرآیند فشار هوای مرطوب p و نسبت اختلاطهای r ثابت می‌ماند.

سرمایش

برای سرمایش ساختمانهای مسکونی و تجاری سه روش کلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش اول استفاده از یک سیکل تبرید تراکمی و روش دوم استفاده از یک سیکل جذبی است. روش دیگر برای توید سرمایش استفاده از قابلیت هوای کم رطوبت به منظور تبخیر آب در یک فرایند آدیاباتیک می‌باشد که در نتیجه دمای حباب خشک هوا در طی فرایند افت می‌کند به چنین فرایندی سرمایش هوا بوسیله تبخیر آب گفته می‌شود این روش برای مناطق خشک کاربرد دارد.

بسیاری از ساختمانهای مناطق بیابانی بار سرمایش محسوس خود را با استفاده از روش سرمایش تبخیری تأمین می‌کنند که نسبت به سایر روشها مقرون به صرفه می‌باشد .

در ادامه ابتدا به توضیح خلاصه سیکلهای جذبی و تراکمی پرداخته و در نهایت به توضیح سرمایش تبخیری و تجهیزات آن می‌پردازیم.

سیکل سرمایش رنکین

تصویر 1 _ 1 شکل شماتیک سیکل ایده‌آل تراکمی را روی نمودار p-h نشان می‌دهد در این نمودار از افت‌های فشار و دما صرفنظر شده است.

مهمترین عامل برای نشان دادن نحوه این عملکرد سیکل، ضریب عملکرد ( c.o.p) می‌باشد که برای سیکل ایده‌آل عبارت است از :