اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر

بررسی سیستمهای تبرید ترکیبی و چیلر جذبی
بررسی سیستمهای تبرید ترکیبی و چیلر جذبی
فروردین ۳۰, ۱۳۹۸
اثر دمای تبخیرکننده چیلر جذبی
اثر دمای تبخیرکننده چیلر جذبی
اردیبهشت ۳, ۱۳۹۸

اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر

اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر

اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر

 

در ادامه اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر که اجزای اصلی یک چیلر جذبی شامل تبخیرکننده، کندانسور، شیر انبساط، پمپ، جذب کننده و ژنراتور است. کندانسور و جذب کننده چیلر جذبی میتواند توسط آب یا هوا خنک شود. در این پژوهش، جذب کننده کندانسور چیلر جذبی با هوا خنک میشود و فنهای جذب کننده و کندانسور به ازای هر کیلووات انتقال حرارت هوا را جابجا میکند و به ازاي هر متر مکعب هوا 775 وات توان مصرف میکند [2] :
 (4) 

در رابطۀ (Q ،(4 وابسته به محل استفادة فن، میزان انتقال حرارت منتقل شده در جذب کننده یا کندانسور را نشان میدهد. دما در تبخیر کننده چیلر جذبی لیتیم بروماید آب نمیتواند از 2 درجه سانتیگراد کمتر باشد، زیرا فشار در جذب کننده باید با فشار تبخیر کننده برابر شود و با پایین آمدن دما در تبخیر کننده فشار آن نیز کاهش مییابد. در جذب کننده تنها راه پایین آمدن فشار، بالا رفتن غلظت محلول است و با بالا رفتن غلظت محلول، کریستالیزاسیون (ایجاد بلورهاي یخی) به وجود میآید. شکل (2) ، یک سیکل جذبی تکاثره را در نمودار دو خاصیتی محلول لیتیم بروماید- آب نشان میدهد. خطوط کریستالیزاسیون در قسمت پایین سمت راست قرار دارند. ناحیۀ سمت راست و زیر این خطوط انجماد لیتیم بروماید را نشان میدهد. در این ناحیه، بلورهاي یخی ایجاد شده و جریان در لوله ها را مسدود میکند و به این ترتیب، کار واحد جذبی مختل
می شود.
ضریب عملکرد سیستم جذبی به صورت رابطۀ (5) است :

(5)   

در این رابطه،  ظرفیت تبرید سیستم جذبی است و  توان مورد نیاز پمپ است.

چیلر تراکمی

چیلر تراکمی بر اساس سیکل تراکمی بخار کار میکند. فرئونها، آمونیاك و دياکسید کربن از جمله سیالاتی هستند که امکان استفاده از آنها در سیستم تبرید تراکمی وجود دارد. در این پژوهش، R22 به عنوان سیال عامل سیستم تراکمی در نظر گرفته شده است. سیکل تراکمی بخار شامل تبخیرکننده، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط است.
فرضیه های در نظر گرفته شده برای چیلر تراکمی در این پژوهش بهشرح زیر است:

  • ظرفیت تبرید آن، 100کیلووات است.
  • راندمان آیزنتروپیک کمپرسور بر طبق رابطۀ (6) بر حسب نسبت فشار در کمپرسور تغییر میکند [2] :

    در این رابطه، PR نسبت فشار تبخیرکننده به فشار کندانسور را نشان میدهد.
  • سیال خروجی از تبخیرکننده 5درجه سانتیگراد فوق داغ و سیال خروجی از کندانسور 5درجه سانتیگراد مادون سرد میشود.
  • افت فشار در کندانسور و تبخیرکننده 50کیلوپاسکال در نظر گرفته شده است.
  • دماي تبخیرکننده 10درجه کمتر از محیط سرد شونده و دمای کندانسور 10 درجه بیشتر از محیط است (زمانی که کندانسور سیکل تراکمی با تبخیرکننده سیکل ))جذبی خنک میشود، 10درجه بیشتر از دمای تبخیرکننده سیکل جذبی است.)
    ضریب عملکرد چیلر تراکمی به صورت رابطۀ (7) است:

    در این رابطه، ظرفیت تبرید سیکل تراکمی و Wتوان مورد نیاز کمپرسور است.

سیستم خنک کننده ترکیبی


در سیستمهای خنک کننده ترکیبی، دو سیکل تبرید جذبی و تراکمی به گونه های مختلف در کنار هم قرار میگیرند. در این پژوهش، چهار ساختار مختلف از سیستم خنک کننده ترکیبی مورد بررسی قرار گرفته است. این ساختارها با یک سیستم ساده که شامل میکروتوربین و چیلر تراکمی است، مقایسه شده اند. در ساختار اول و دوم، کندانسور سیکل تراکمی به وسیلۀ تبخیرکننده سیکل جذبی خنک میشود. در این ساختارها کندانسور سیکل تراکمی و تبخیرکننده سیکل جذبی در یک مبدل حرارتی قرار گرفته اند و به این ترتیب، ظرفیت تبرید سیکل جذبی برابر با کل گرمایی است که باید در کندانسور سیکل تراکمی دفع شود.
در ساختار اول، میکروتوربین فقط توان مورد نیاز سیستم را تولید میکند، اما انرژی گرمایی بازیافت شده از آن براي سیکل جذبی کافی نخواهد بود؛ بنابراین، یک بویلر اضافه، مابقی گرمای مورد نیاز سیکل جذبی را تأمین میکند. بازده کل سیستم در این ساختار با رابطۀ (8) محاسبه میشود :

(8) 

کـه Qeva ظرفیت تبریـد سیسـتم، Qin,MGTانـرژی اولیـه ورودی بـه میکروتوربین و Qin,Boilerانرژی ورودی به بویلر اضافه است. در ساختار دوم، میکروتوربین همۀ گرمای مورد نیاز سیکل جذبی را تأمین میکند و به این ترتیب، توان تولیدي آن مازاد بـر نیـاز سیسـتم خواهد بود. توان اضافی سیستم در یک چیلر تراکمی دیگر مورد استفاده قرار میگیرد. این چیلر تراکمی با هوای محیط خنک میشود. بازدة کل سیستم به صورت رابطۀ (9) است :

(9)      

در رابطۀ بالا، Qcc2ظرفیت تبرید چیلر تراکمی دوم است که با هوای محیط خنک میشود. Qcc1نیز ظرفیت تبرید چیلر تراکمی اول است که با تبخیرکننده چیلر جذبی خنک میشود؛ بنابراین، ظرفیت تبرید کل سیستم با جمع ظرفیت تبرید دو چیلر تراکمی برابر است. در ساختار سوم، سیال خروجی از کندانسور چیلر تراکمی توسط چیلر جذبی خنک میشود. این عمل در یک مبدل حرارتی با جریان همسو انجام میگیرد.
در ساختار 4 دو سیکل جذبی و تراکمی به طور جداگانه، در یک محدوده دمایی مشترك کار میکنند. دمای تبخیرکننده در این ساختار، به دلیل محدودیت دمایی در سیکل جذبی لیتیم بروماید، نمیتواند از 2 درجه سانتیگراد کمتر باشد؛ بنابراین، این سیستم برای استفاده در تهویه مطبوع مناسب است. شکلهای (3) تا (6) شماتیک ساختار های 1تا 4 را نشان میدهد.

 

اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر

اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر

نتایج


سیستم مورد بررسی در محیط نرمافزار EES شبیه سازی شده و اثر تغییر دماهای مختلف بر روی بازده آن، با استفاده از این نرمافزار رسم شده است. در همۀ موارد مورد بررسی، ظرفیت تبرید برابر با 100 کیلووات در نظر گرفته شده است.

 

اثر دمای محیط خنک شونده


برای بررسی اثر دمای محیط خنک شونده (Trefrigeration) ، در شکل (7) بازده چهار ساختار 1 تا 4 نشان داده شده است.

در شکل (EUFb ،(7 بازده ساختار ساده بدون چیلر جذبی است. Tambدمای محیط و TGدمای ژنراتور چیلر جذبی است. در ساختار 4 ، دمای محیط خنکشونده نمیتواند از 2 درجه سانتیگراد کمتر باشد، زیرا دمای تبخیرکننده سیکل جذبی لیتیمبروماید نمیتواند کمتر از 2 درجه سانتیگراد باشد؛ بنابراین در سیستمهای تهویه مطبوع، سیستم
ساختار 4 مناسبترین سیستم از نظر بازده انرژی است. سیستم ساختار 2برای ایجاد دماهای 25- تا 5- درجۀ سانتیگراد دارای بالاترین بازده است. همچنین برای ایجاد دماهای کمتر از 25- درجه، بازده ساختار 1 از ساختار 2 بیشتر خواهد بود؛ به این علت که در این دماها ضریب عملکرد چیلر تراکمی دوم در ساختار 2 که با هوا خنک میشود، به شدت کاهش پیدا میکند. برای ایجاد دماهای بیشتر از صفر درجه نیز بازده ساختار 3 از ساختارهای 1 و 2 بیشتر است، زیرا در ساختارهای 1 و 2 ،کندانسور چیلر تراکمی توسط تبخیرکننده چیلر جذبی خنک میشود و در نتیجه، ظرفیت تبرید چیلر جذبی بالاست. در محیط خنک شونده با دماهای بیش از صفر درجه، افزایش مصرف انرژی به دلیل وجود چیلر جذبی بیشتر از کاهش مصرف انرژی به دلیل خنک شدن کندانسور چیلر تراکمی خواهد بود. افزایش مصرف انرژی به دلیل وجود چیلر جذبی تا اندازهای است که بازده ساختار ساده بدون چیلر جذبی در محیط خنک شونده با دماهای بیشتر از 14- درجه از ساختار 1 بیشتر است. شکل (8)  میزان مصرف انرژی اولیه برای این ساختارها را نشان میدهد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس - بخش فروش