مقالات همايش بين المللي چيلر و خنك كن ايران

آب برج هاي خنك كننده و چيلرها نياز به تصفيه و درمان وسيعي دارد. در طي تصفيه اين آب، بايد سه فاكتور مهم خوردگي لوله ها و واحدهاي تبادل گرمايي، رسوب هاي جدار داخلي لوله ها و ضريب تبادل حرارتي و رشد مواد ميكروبيولوژي (باكتري، جلبك و خزه ها) به طور هم زمان كنترل گردد. PH پايين مي تواند ضريب تبادل حرارتي رازياد كند اما اشكال اينجاست كه در PH هاي پايين ميزان خوردگي مواد افزايش مي يابد. تكنيك هاي تصفيه مرسوم استفاده از مواد شيميايي مثل كلر و هيپوكلريت مي باشد كه خوردگي بيولوژيكي را كاهش مي دهد، اما به علت داشتن پايداري و قدرت اكسندگي زياد در آب باعث خوردگي شيميايي مي شوند. صورت هاي اصلي رسوب در برج هاي خنك كننده، يون هاي كلسيم و منيزيم مي باشند كه اين رسوبات باعث ايجاد لايه اي ضخيم روي سطوح دستگاههاي تبادل حرارت مي شود. كاهش انتقال حرارت باعث عمل تبخير آب و افزايش غلظت نمك ها در آب برج هاي خنك كننده مي شود كه در اين حالت به اشباع رسيدن نمك ها تسريع مي شود و رسوب گذاري افزايش مي يابد. در آب برج هاي خنك كننده، تجمع ميكروارگانيسم ها (بايو فيلم) ايجاد مي گردد كه اين بايو فيلم ها از تشكيل كريستال اوليه يون ها و همچنين توانايي رسوب ها براي به هم پيوستن و سنگين شدن جلوگيري مي كند و در نتيجه غلظت مواد آلي و معدني در آب زياد مي شود و خوردگي را تسريع مي كند. ازن به عنوان يك ضد عفوني كننده باعث گسستن بايو فيلم شده و اين كار رسوب گذاري را افزايش مي دهد و حتي آب با ظرفيت بالاي مواد جامد محلول مي تواند بارها و بارها سيركوله شود كه در نتيجه ميزان تخليه آب برج هاي خنك كننده كاهش مي يابد. زماني سيستم با چنين خصوصياتي كار مي كند كه ازن با غلظت كمي در آب برج خنك كننده وجود داشته باشد و از تشكيل مجدد ميكروارگانيسم ها جلوگيري كند. در اين مقاله به بررسي تصفيه آب برجهاي خنك كننده با روش جديد ازن زني و مقايسه آن با روشهاي قبلي پرداخته مي شود.

تحليل هاي بسياري بر روي سيكل هاي جذبي يك و دو اثره همراه با يك كندانسور بعمل آمده است، لكن در اين مقاله سيكل جذبي آب ليتيوم برومايد دواثره با جريان هاي سري و موازي همراه با دو كندانسور، بررسي و مقايسه شده است. بدين منظور قوانين بقاي جرم و انرژي حاكم بر سيستم نوشته شده، ضريب عملكرد سيستم ها محاسبه و تلفات اگزرژي نيز تحليل شده است.

با تجديد ساختار در صنعت برق توليدات پراكنده جايگاه ويژه اي يافته اند. در اين بين سيستم هاي توليد هم زمان به دليل بازده بالا، بيش از سايرين مورد استفاده قرار گرفته اند. در مطالعات انجام گرفته شده توسط ديگران اقتصادي بودن سيستم هاي توليد هم زمان با محركه موتور گازسوز مورد بررسي قرار گرفته شده اند. هدف اصلي اين مقاله مقايسه اقتصادي بين سيست مهاي برودت تراكمي و سيستم هاي برودت جذبي بر پايه سيستم هاي توليد هم زمان برق و حرارت است، به طوري كه برودت و برق ساختمان تامين شود. به همين منظور يك سيستم موتور گازسوز مولد برق تركيب با چيلر تراكمي با يك سيستم توليد هم زمان تركيب با چيلر جذبي از لحاظ اقتصادي بر پايه دوره بازگشت سرمايه مقايسه شده اند و در پايان، برترين تركيب انتخاب شده است.

براي محاسبه چگونگي عملكرد برجهاي خنك كننده به پارامترهاي دماي ورودي آب دماي تخليه شعاع متوسط قطرات آب، سرعت متوسط هوا درون برج سرمايش، شدت ريزش يك قطره، ارتفاع ريزش قطرات و تمامي پارامترهاي ترموفيزيكي نظير ويسكوزيته، دانسيته، ظرفيت حرارتي و ساير پارامترها احتياج مي باشد. اين خواص تابع دما، فشار و شرايط عملكرد برج است. در اين تحقيق مدل رياضي عمليات برج هاي خنك كننده با فن مكانيكي موردنظر بوده و اين مدل يك مساله شرط مرزي است كه پنج معادله را در بر گرفته و تاثير پارامترهاي مختلف بر عملكرد برج برسي گرديده است.

وظيفه يك برج خنك كن، جذب گرما از يك فرايند و دفع آن به فضاي اتمسفر است، اين دفع از راه تبخير صورت مي پذيرد. از آن جايي كه آب موجود در فرآيند خنك سازي در مدار برج خنك كن سيركوله شود، به علت تبخير تدريجي آب، غلظت مواد معدني در آن افزايش مي يابد. وقتي كه غلظت مواد معدني به اندازه دو برابر مقدار اوليه شد، گفته مي شود كه آب داراي دو سيكل غلظت مي باشد. يكي از روش هاي اصلي سرمايش ساختمان هاي مسكوني و عمومي، سرمايش به وسيله گاز طبيعي و يا گاز مايع است. تجهيزاتي كه از طريق گاز طبيعي و يا گاز مايع كار مي كنند چيلر ناميده مي شوند. چيلر ها ادواتي هستند كه در موتو رخانه و يا در مدل هايي خاص (تناژ هاي پايين) در پشت بام و يا محيط باز نصب مي شوند و با اتصال به يك سيستم تهويه مطبوع نظير هوا ساز و يا فن كوئل كه هواي تازه ساختمان را تامين مي كنند، كار مي كنند. چيلرها باعث ايجاد آلودگي صوتي مي شوند؛ برج خنك كننده آلودگي هاي بيشتري را براي انسان در پي دارد، صداي ساطع شده توسط برج خنك كننده از دور نيز شنيده مي شود. صداي بوجود آمده در آن توسط تاثير آب در حال سقوط، حركت هوا، حركت پره هاي فن در ساختار موتور، گيربكس يا تسمه، توليد مي شود. از مشكلات ديگر آن آلودگي حرارتي است؛ ميزان آب موجود در برج خنك كننده به طور مداوم به اقيانوس ها، درياچه يا رودخانه هايي كه از آنها استفاده شده، بازگشته و به طور مداوم دوباره به گياهان عرضه مي شود. به علاوه، تخليه مقادير زيادي از آب داغ ممكن است درجه حرارت را براي اكوسيستم محلي و يا رودخانه به درياچه دريافت و در سطح غير قابل قبولي بالا ببرد.

در اين مقاله چيلرهاي جذبي به صورت چهار منبع حرارتي شامل: ژنراتور، اواپراتور، كندانسور و جذب كننده فرض مي شود و به بررسي ترمواكونوميك چيلر بوسيله روابط موجود پرداخته مي شود. براي ساده سازي محاسبات فرض را بر بازگشت پذير بودن فرآيندها گذارده مي شود. از آنجا كه مبدل ها ابزار و وسايل گران قيمتي هستند پس كاهش سطح كل انتقال حرارت به عنوان معيار طراحي مدنظر مي باشد. دراين مقاله ابتدا معيار ترمواكونوميك، تحت عنوان قيمت كل واحد بار سرمايش كه شامل هزينه سرمايه گذاري اوليه و قيمت انرژي مصرفي مي باشد، تعريف مي شود. در ادامه بوسيله روابط موجود، مقدار بيشينه معيار ترمواكونوميك و بار تبريد ماكزيمم بدست آورده شده است. سپس شرايط كاركرد بهينه چيلر هاي جذبي مشخص گشته و در نهايت به بررسي اثر پارامتر ترمواكونوميك بر معيار ترمواكونوميك بيشينه، ضريب عملكرد و بار تبريد مخصوص متناظر با معيار ترمواكونوميك بيشينه پرداخته مي شود.

يكي از مشكلات عمده نيروگاه هاي كشور، خوردگي لوله هاي مربوط به آبهاي برج خنك كن مي باشد. به منظوربررسي علل تخريب لوله هاي مذكور و بهبود در وضعيت كنترل شيميايي تحقيقات وسيعي به به عمل آمد. نتايج حاصله نشان داده است كه رسوب گل و لاي، بالا بودن ميزان مواد معلق آب، ايجاد سل هاي غلظتي اكسيژن، وجود باكتريهاي SRB و عدم تزريق مداوم كلر باعث بروز مشكلاتي شده كه در نهايت به زوال لوله ها انجاميده است. كلرور بالاي آب كارون باعث شده كه لوله هاي برنجي مقاومت خوردگي خوبي از خود نشان ندهند. از طرفي استفاده از ممانعت كننده هاي فسفات هم جوابگو نبوده و نياز به تركيبات موثرتري جهت دستيابي به نتايج بهتر وجود دارد. انتخاب آلياژهاي بهتر نظير كوپر و نيكل و افزودن تركيباتي نظير نمكهاي روي، فسفونات ها و مولبيدات ها به پلي فسفات از جمله تمهيداتي هستند كه در جهت نيل به اين هدف مي تواند صورت گيرد. در نهايت رعايت دستورالعمل هاي بازرسي مستمر جهت آگاهي از عملكرد بازدارنده هاي خوردگي و رسوب دهي و تنظيم شرايط ميكروبيولوژي توصيه مي شود.

كاربري انرژي خورشيدي به منظور تامين آبگرم مصرفي، گرمايش و سرمايش فضاها در ايران در دهه اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين مقاله، يك سيستم چيلر جذبي خورشيدي براي يك ساختمان اداري با زيربناي 1300 متر مربع در شهر تهران طراحي شده است. همچنين ميزان مصرف انرژي چيلر جذبي خورشيدي در مقايسه با چيلر جذبي هاي رايج مورد بررسي قرار گرفته است. ساعات كاركرد سيستم سرمايشي از 8 صبح الي 17، طي روزهاي پانزدهم ارديبهشت الي پانزدهم مهرماه در نظر گرفته شده است. اين پژوهش نشان مي دهد كه سازگارترين نوع چيلر جذبي خورشيدي، چيلر جذبي تك اثره با تغذيه آبگرم و مناسب ترين گردآور خورشيدي جهت كاربري سرمايش، گردآورهاي ازنوع لوله تخليه اي مي باشد.

يكي از ره آوردهاي تكنولوژي جديد براي فراهم نمودن آسايش حرارتي و ساختمانهايي كه بي توجه به شرايط آب و هوايي احداث مي شوند، سيستم هاي تهويه مطبوع است.امروزه دراكثر كشورهاي جهان سيستم هاي تهويه مطبوع با توجه و يا بدون توجه به ضرورت استفاده از آن، بعنوان معياري جهت مرغوبيت و ارتقا كيفي بنا مورد بهره گيري عمومي بويژه در بناهاي اداري و تجاري قرار مي گيرند. مشكلي اهميت زيادي دارد، مصرف بالاي انرژي آنها در زمان ماكزيمم مصرف انرژيست. وقتي كه در معرض حداكثر دما در ماههاي گرم يا ساعات گرم روز هستيم در همان شرايط نيازمند بالاترين ميزان توليد انرژي برق بوده كه امكانات طبيعي و جوي آن را ميسر نمي سازد و ذخيره ها را مورد تهديد قرار مي دهد.بي هيچ ترديدي در كشور پهناور ما مناطق با شرايط آب و هوايي گوناگوني وجود دارد كه هر يك نيازمند سيستمهاي تهويه اي خاص خود مي باشند. لذا بر اين اساس به بررسي امكان استفاده تلفيقي از ايرواشر و خشك كن بمنظور سرمايش ساختمانهاي مسكوني اداري و تجاري مي پردازيم. در طراحي اوليه اين سيستم، هواي گرم و مرطوب وارد بخش خشك كن شده و توسط محلول ليتيوم كلرايد رطوبت آن گرفته شده سپس هواي گرم و خشك وارد ايرواشر گرديده و با رطوبت زني تا دماي حدود 18 درجه سانتي گراد خنك مي كردد. جهت احيا دوباره محلول جاذب ليتيوم كلرايد نياز به يك سيستم گرمايش با دماي حدود 80 درجه سانتيگراد مي باشد كه براي اين منظور مي توان از كلكتور خورشيدي جهت گرمايش آب تا دماي مذكور استفاده نمود.

در 100 سال اخير افزايش مصرف سوخت هاي فسيلي منجر به بالا رفتن غلظت اتمسفري دي اكسيد كربن تا 30 درصد شده است تا آنجا كه 42 درصد از انرژي مورد نياز، از سوخت هاي فسيلي (نفت، گاز و ...) تامين مي شود و پيش بيني شده است كه تا سال 2010 ميلادي، قاره آسيا به بزرگترين مصرف كننده انرژي در دنيا تبديل شود. در كشور ما نيز 38 درصد سوخت مصرفي به ساختمان اختصاص داده شده كه در كنار هزينه هاي بالاي آن براي مصرف كننده با خطر رو به اتمام بودن منابع و آلودگي محيط زيست نيز همراه است. طي تحقيقات فني- اقتصادي بعمل آمده در مناطق گرم و مرطوب كشور، ارزانترين سيستم تهويه مطبوع در تمام گزينه ها و بدون استثنا سيستم جذبي و گرانترين آن كولر گازي مي باشد و سيستم تراكمي نيز در حد فاصل آن دو قرار دارد. چيلرهاي ادزربشن كه نسل جديدي از چيلرها مي باشند در مقايسه با چيلرهاي جذبي از نقطه نظراتي همچون مصرف انرژي، هزينه تعميرات و نگهداري و... برتري دارند. از اين رو در مقاله حاضر ابتدا عملكرد چيلر ادزربشن در سيستم تهويه مطبوع ساختمان و در ادامه مزيت هاي استفاده از آن از نقطه نظر فني- اقتصادي آورده شده است.

مقايسه وضعيت انرژي ايران در سال 1386 با ارقام مشابه در سال 1366 نشان مي دهد كه كل مصرف نهايي انرژي از 307.7 به 975.2 ميليون بشكه معادل نفت خام افزايش يافته است (رشد ساليانه 5.9 درصد). اين افزايش چشمگير درمصرف انرژي، ضرورت تداوم و شتاب در اقدامات بهينه سازي مصرف انرژي را بيش از پيش نمايان مي سازد. چرا كه ادامه روند جاري باعث خواهد شد كه علاوه بر كاهش سالانه توانايي صادرات انرژي، كشور ما در ميان مدت به وارد كننده انرژي نيز تبديل شود. سيستم سرمايش جذبي تبخيري - تبخيري خورشيدي از سه بخش اصلي خشك كن، منبع گرمايي و سرمايش تشكيل شده است. نحوه عملكرد آن بدينگونه است كه هواي گرم و مرطوب وارد بخش خشك كن شده و توسط مواد جاذب رطوبت خود را از دست مي دهد. سپس هواي گرم و خشك وارد بخش سرمايش (كه عمدتا تبخيري مي باشد) شده و خنك مي گردد. سپس اين هواي خنك به فضايي كه بايستي تهويه گردد هدايت مي شود. مواد جاذبي كه رطوبت هوا را جذب نمودند جهت احيا به منبع گرمايي نياز دارند كه در اين قبيل سيستمها معمولا از كلكتورهاي صفحه تخت خورشيدي استفاده مي گردد. در اين مقاله با انجام برآورد اقتصادي مشخص گرديد كه در صورت جايگزيني سيستمهاي سرمايش تراكمي متداول مانند كولر گازي، حدود 63 درصد در مصرف انرژي صرفه جويي حاصل گرديده و نرخ بازگشت سرمايه آن با استفاده از روش محاسباتي پويا حدود 3 سال و 8 ماه بدست مي آيد.

سيستم آب گردشي نيروگاه، به منظور خنك كردن آب كندانسور بايستي گرما را بطور موثري از چرخه بخار گرفته و به محيط دفع كند. يكي از انواع پركاربرد سيستمهاي فوق، برج هاي خنك كن خشك با مكش طبيعي ( برج هلر) ميباشد كه بطور گسترده در مناطق كم آب، نظير ايران، استفاده مي شوند. عملكرد برج هاي هلر به شدت تحت تاثير شرايط محيط، بويژه سرعت باد و دبي هواي مكيده شده به سمت برج، قرار مي گيرد. بررسي ها نشان مي دهد كه عموما افزايش سرعت وزش باد، كاهش عملكرد برج هلر را بدنبال دارد. از اينرو استفاده از ديوارهاي بادشكن به منظور كاهش اين اثرات و نيز تزريق دود خروجي از نيروگاه بدرون برج جهت ايجاد مكش بهتر پيشنهاد شده است. در اين پژوهش سه برج هلر همراستا بهمراه لوله تزريق دود و ديوارهاي بادشكن مدل شده است و با در نظر گرفتن اثر شناوري (بويانسي) و با فرض جريان سه بعدي غيرقابل تراكم، معادلات ناويراستوكس و معادله انرژي با كمك روش ديناميك سيالات محاسباتي حل شده و ميدان جريان هوا در اطراف و داخل مجموعه سه برج همراستا و ميزان انتقال حرارت از رادياتورها بدست آمده اند. مقايسه عملكرد حرارتي برج ها در شرايطي كه تزريق دود انجام نمي شود و ديوار بادشكن هم وجود ندارد، نشان مي دهد كه كاهش عملكرد حرارتي براي برج هاي تحت وزش باد و بدون استفاده از روشهاي بهبود عملكرد شديدتر از حالتي است كه اين روشها بكار گرفته مي شود. و نيز نتايج بيانگر اينست كه مجاورت سه برج در كنار يكديگر مي تواند آثار مثبتي شبيه به استفاده از ديوارهاي بادشكن روي مكش بيشتر هوا بدرون برج ها داشته باشد كه به نوبه خود موجب افزايش هرچه بيشتر راندمان حرارتي برج ها مي گردد.

سيستم هاي خنك كن نيروگاهي به عنوان يكي از مهم ترين بخش هاي تمامي نيروگاه هاي حرارتي همواره مورد توجه خاص بوده اند. راندمان اين بخش سيستم به طور مستقيم بر راندمان نيروگاه اثر مي گذارد. عملكرد سيستم خنك كن خشك هلر نيز مانند انواع ديگر سيستم هاي خنك كن به شدت تحت تاثير نامطلوب وزش باد قرار مي گيرد. در صورت وزش شديد باد ممكن است كارآيي حرارتي برج هاي هلر تا حدود چهل درصد كاهش يابد. تاثير نامطلوب وزش باد بر عملكرد حرارتي برج ناشي از دو عامل جريان هاي گرداب هاي در اطراف رادياتورها و كج شدن پلوم خروجي از دودكش آنها است. تا به حال پژوهش هاي زيادي در مورد به كارگيري ديوار بادشكن در كنار رادياتورها به منظور كاهش اثرات گردابه اي انجام شده است.در تحقيقي نيز براي كاهش اثر خفگي دهانه خروجي دودكش برج كه ناشي از كج شدن پلوم خروجي از آن مي باشد، استفاده از دودكش داراي سطح مقطع خروجي با زاويه بهينه 27 درجه نسبت به افق پيشنهاد شده است. در اين تحقيق براي كاهش اثرات نامطلوب وزش باد طرحي پيشنهاد شده است كه شبيه سازي عددي آن نشان داد با اجراي آن مي توان تا شصت و چهار درصد عملكرد حرارتي برج را نسبت به شرايط فعلي به هنگام وزش باد بهبود بخشيد.

كار حاضر شامل كاربرد حجم كنترل دو بعدي با متد شمارشي براي سهولت در مطالعه فرايند انتشار تغييرات فاز در ماده مركب بر اثر انتقال گرما در ورقه هاي كامپوزيت PCM مي باشد. مشاهدات به گونه اي است كه اطلاعات مفيدي در زمينه اثر استفاده از اشكال گوناگون ورقه هاي چند لايه PCM با دماهاي ذوب متفاوت كنار هم چيده شده و تعبيه آنها در سامانه هاي برج خنك كننده حاصل آمده است. خصوصيات فيزيكي، گرمايي و نيز چگونگي چينش هاي گوناگون ورقه ها از جنس مواد تغيير فازدهنده با تمركز بر بكارگيري انواع تك ورقه اي آن و نمونه هاي كامپوزيتي در روند محاسبه يك انرژي كل ذخيره شده، مورد مقايسه قرار مي گيرد.

نحوه تبادل حرارت در سامانه هاي برودتي و حرارتي و بررسي آن از مباحث عمده درحوزه مهندسي مكانيك است. با توجه به ارزش روزافزون انرژي و نياز به ارتقا بهره وري گرمايي تجهيزات و نيز كاهش انرژي تلف شده در دستگاه ها، بازشناسي پدپده هاي نو در انتقال گرما اهميت بسيار دارد. اثربخشي شيوه هاي بهبود انتقال گرما اغلب به مدد سطوح توسعه يافته عملي است. مقاله حاضر پس از بازنمايي مفاهيم فيزيكي و برخي از فراسنج هاي بي بعد، به حل معادله هاي ديفرانسيل حاكم و شرايط مرزي مختلف در روند شبيه سازي يك سامانه حرارتي با سطوح توسعه يافته كوپل شده با برج خنك كن، پرداخته است. بمنظور بررسي جريان با رژيم آرام درون مبادله كن هاي گرمايي با هدف پيش گرمايش سيال مورد نياز بخش ديگري از واحدهاي صنعتي، تحليلهاي عددي مناسب به خود را طلبيده و اغلب مطابقت هاي نسبتا دقيقي را درحوزه هاي تجربي و نظري دربر داشته و و نتايج كاربردي مطلوبي را از خود نشان مي دهد.