مقالات همايش بين المللي چيلر و خنك كن ايران

در تجهيزات انتقال حرارت بويژه سامانه هاي توليد برودت نظير چيلرها و ساير دستگاه هاي سرماساز و تهويه اي تامين و توزيع هوا و نيز بهره برداري از انرژي همراه جزء نيازهاي اساسي بشمار مي روند. در سرمايش به روش جذبي انرژي سيستم به جاي الكتريسيته از گرما تامين مي شود. اين حرارت از بخارات حاصل از گرماي يك مشعل گازسوز يا گازوئيل سوز اتمسفريك كه در كانال هاي هوا جاري مي شوند؛ تامين مي گردد. كار حاضر، به دليل ضرورت بررسي شرايط مطلوب تامين هوا در كانالها و داكت ها، با تمركز بر ارايه مدلي براي پيش بيني عملكرد مجاري به كمك اندازه گيري زمان واقعي، مقايسه واقعبينانه اي با بازده مرتبط با اجزا يا سيستم هاي مشابه صورت گرفته است. مدل رياضي ارايه شده برهمكنش تاثيرات مولفه هاي مختلف در مجاري تغذيه و بازگشت بويژه برهم كنش ميان تلفات هدايتي و نشت هوا را لحاظ نموده و اثرات متقابل نشت نامتوازن و نفوذ طبيعي و نگهداشت حرارت از تمامي سطوح داك تها در موقعيتهاي مختلف را مدنظر دارد. در اينجا متناسب با كاربردهاي منحصر به تجهيزات برودتي خانگي، ضمن معرفي روش چرخه حرارتي كوتاه مدت سازگار با عملكرد سامانه هاي تهويه اي نتايج چندين بررسي تجربي مورد تحليل قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد؛ خروجي هر دو روند شبيه سازي قبل و بعد از آزمايش به دليل بهبودهاي ناشي از عاي قكاري و جلوگيري از نشت هوا در مجاري نتايج مطلوبي در بردارد.

بهينه سازي انرژي به عنوان يك راهكار اساسي براي كاهش مصرف انرژي و نيز كاهش آلاينده هاي زيست محيطي در كشورهاي پيشرفته دنيا مطرح شده است. امروزه اين كشورها به بهينه سازي و مديريت انرژي به عنوان يك منبع جديد انرژي مينگرند. در اين ميان يكي از مهمترين راهكارهاي بهينه سازي انرژي انجام شده در تمامي اين كشورها با هدف افزايش بازده توليد انرژي و استفاده بهينه از منابع سوخت با بازده كلي 75 تا 90 درصد، استفاده از سيستم هاي توليد همزمان سرما، گرما و الكتريسيته ميباشد. فنآوريهاي توليد همزمان برق و حرارت، برق و يا توان مكانيكي توليد نموده و حرارت اضافي را براي مصارف مختلف از جمله گرمايش و سرمايش به صورت قابل ملاحظه اي بازيافت مينمايد. در اين ميان نقش چيلرهاي جذبي به عنوان منابع تامين انرژي سرمايشي بسيار با اهميت است.

طي سال هاي اخير استفاده از هوا به عنوان سيال خنك كننده و جايگزين براي آب در برج هاي خنك كننده متداول گشته است. اين نوع مبدل ها بطور گسترده براي خنك كردن مايعات و گازها به عنوان مثال در برج هاي خنك كن ايستگاه هاي تقويت فشار و پالايشگاه ها استفاده ميشوند. در ايستگاه هاي تقويت فشار گاز با استفاده از يك يا چند كمپرسور افت فشار ايجاد شده در خطوط انتقال جبران مي گردد. اما افزايش فشار گاز در كمپرسورها سبب افزايش دماي گاز مي شود و اين افزايش دما به پوشش لوله ها آسيب خواهد رساند، لذا دماي گاز توسط برج هاي خنك كن كاهش يافته و سپس به خط لوله انتقال تزريق مي گردد. با توجه به آنكه ميزان كاهش دماي گاز و خنك كاري بيشتر، بر ميزان افت فشار گاز در خط لوله و در نتيجه كاهش ميزان مصرف انرژي در ايستگاه بعدي قابل بررسي است، در اين مقاله امكان سنجي خنك كاري بيشتر گاز در برج هاي خنك كن ايستگاه هاي تقويت فشار و تاثير آن بر كاهش مصرف انرژي مورد نياز در آنان مورد بررسي قرار مي گيرد.

تحولات بوقوع پيوسته در صنعت و شيوه هاي جديد استفاده از منابع نيرو همچنين رشد اقتصادي روزافزون، موجب خواهد شد كه در طي 20 سال آينده تحولات اساسي در زمينه صنعت تبريد در سراسر دنيا رخ دهد. افزايش هزينه انواع انرژي در جهان بخصوص بهاي برق مصرفي، باعث شد تا هزينه هاي جاري تاسيسات تهويه مطبوع ساختما ن ها بشدت افزايش يابد بنابراين ديگر استفاده از وسايل و دستگاههايي كه ميزان مصرف انرژي، خصوصا انرژي الكتريكي آنان زياد بوده، مقرون بصرف نخواهد بود. تحولات ذكر شده، انقلابي در صنايع تهويه مطبوع و تبريد ايجاد نمود. بدين ترتيب نسل جديدي از محصولات با تغييرات عمده در سيكل و سيستم كاركرد اختراع و ابداع گرديد. نسل جديد توليدات با مصرف كمتر انرژي، بازده بيشتر داشته و با بهره گيري از پيشرفتهاي علمي و دستاوردهاي جديد آن، استهلاك كمتر، عمر طولاني تر و در مجموع هزينه نگهداري كمتر را براي مصرف كنندگان به ارمغان آورده است.

در مطالعه حاضر عملكرد چيلر جذبي خورشيدي مورد ارزيابي قرار گرفته است و مقايسه اين نوع چيلر با انواع ديگر آن (چيلر هاي تراكمي و جذبي) انجام شده است.در بررسي هزينه هاي اوليه و بلند مدت، با فرض نرخ هاي تورمي خالص متفاوت سالانه و اثر آن بر تامين هزينه انرژي دستگاه هاي تهويه مطبوع، نتايج گوناگوني در برتري اقتصادي هر يك از سيستم هاي تبريد بر ديگري حاصل شده است. نتايج نشان مي دهد كه با حذف يارانه هاي انرژي و افزايش بهاي گاز و برق، چيلرهاي جذبي خورشيدي با در نظر گرفتن تورم خالص ساليانه بالاي 7 درصد و بالاي 15 درصد به ترتيب با چيلرهاي تراكمي و چيلرهاي جذبي رقابت پذير خواهد بود.

در يك مطالعه تجربي عملكرد حرارتي يك برج خن ككن تحت فشار مورد استفاده در يك سيستم نمك زدايي خورشيدي مورد بررسي قرارگرفته است. اين سامانه تقطيري بر اساس عمليات واحد صنعتي رطوبت دهي- رطوبت گيري هوا كار مي كند. برج خنك كن مزبور از نوع جريان مرطوب ناهمسو مي باشد كه با مواد فيلمي فشرده پر شده است. در كار حاضر، متغيرهاي اندازه گيري به كمك نسبت دادن محدوده گسترده اي از نرخ شارش جرمي هوا و آب تعيين گرديدند. مضافا، براي چندين دماي آب ورودي، مشخصات و بهره برج ارزيابي شده و نتيجه به ياري معرفي كميت نسبي نرخ شارش جرمي آب به هوا بيان مي گردد.

در حال حاضر انواع چيلرهاي جذبي و تراكمي به منظور تامين آب سرد جهت تامين بار برودتي ساختمانها توليد و به بازار عرضه مي شوند. حال اينكه در چه مواردي بهتر است از چيلر جذبي و در چه مواردي بهتر است از چيلر تراكمي استفاده شود، موضوعي است كه با در نظر گرفتن موارد مختلف از جمله سهولت كاربرد، هزينه هاي اوليه و جاري، فضاهاي مورد نياز و ... قابل بررسي مي باشد. شايان ذكر است كه به دليل تنوع بالاي اين دستگاه ها، بررسي و مقايسه تمامي آنها امكان پذير نبوده و به همين دليل در اين مقاله به بررسي و مقايسه دو سيستم چيلر تراكمي اسكرو و چيلر جذبي شعله مستقيم از نظر هزينه اوليه، هزينه راهبردي و هزينه هاي مصرف انرژي و مصرف آب پرداخته شده است.

مساله انرژي در كشور ما سال ها مورد توجه شايسته اي نبوده است و يارانه هاي آشكار و پنهان دولتي همواره مردم را از توجه واقعي به ارزش انرژي باز داشته اند. در سال هاي اخير، توجه به ميزان مصرف انرژي و همچنين صرفه جويي در مصرف، به عنوان يك ضرورت قطعي و چاره ناپذير پديدار گشته است. سرعت رشد مصرف داخلي انرژي به حدي است كه با روند موجود توسعه منابع نفتي، شايد با گذشت چند سال و اندي، ديگر قادر به صادرات نفت نباشيم. انرژي مصرفي در ساختمان ها بيش از يك سوم انرژي مصرفي كشور را به خود اختصاص داده، كه به نظر ميرسد ارزش آن به قيمت جهاني ساليانه بالغ بر 6 ميليارد دلار مي گردد. سامانه هاي تهويه مطبوع به مانند چيلرها و برج هاي خنك كن مانند اكثر سامانه هاي مكانيكي مقدار زيادي انرژي الكتريكي مصرف مي كنند. تحقيقات نشان مي دهد كه حدود نيمي از انرژي مصرفي در بخش ساختمان، صرف سرمايش و گرمايش مي شود. كمبود منابع انرژي و نوسان قيمت آن ها موجب شده است كه كارشناسان به ايجاد تغييراتي در طراحي كلي سامانه هاي تهويه مطبوع و كاربردهاي آن اقدام نمايند كه البته بيشتر اين تغييرات، بهره گيري از تكنولوژي هاي كم مصرف انرژي براي تهويه مطبوع ساختمانها مي باشد. در اين مقاله در مورد مصرف انرژي در سيستم هاي تهويه مطبوع و تاثير كم آبي بر انتخاب مناسب سيستم هاي چيلر و برج خنك كن، بحث خواهد شد.

با توجه به اينكه تاسيسات يك ساختمان به عنوان قلب آن ساختمان محسوب شده و طراحي و انتخاب تجهيزات آن ازاهميت شاياني بر خوردار بوده و همچنين با توجه به اهميت موضوع كاهش مصرف انرژي در اين مقاله سعي بر آن شده تا مزاياي چيلرهاي جذبي نسبت به تراكمي و طرز كار آنها جهت تهيه آب سرد جهت گرمايش، آب گرم جهت گرمايش و همچنين آب گرم مصرفي در راستاي صرفه جويي در مصرف انرژي مورد بحث و بررسي قرار گيرد. چيلرها از جمله تجهيزات بسيار مهم در سرمايش هستند كه به طور كلي مي توان آنها را به دو دسته چيلرهاي تراكمي و چيلرهاي جذبي تقسيم كرد. به طور كلي چيلرهاي تراكمي از انرژي الكتريكي و چيلرهاي جذبي از انرژي حرارتي به عنوان منبع اصلي براي ايجاد سرمايش استفاده مي كنند.

در چند دهه اخير تكنولوژي سختي گيري و رسوب زدايي مغناطيسي در صنايع مختلف و به خصوص در حرارت وبرودت جايگاه مناسبي پيدا كرده است به طوريكه در بسياري از موارد جايگزين روشهاي ديگر كه عمدتا شيميايي هستند، شده است. اين روش با برخورداري از مزايايي چون حذف آثار نا مطلوب سختي و رسوب، جلوگيري از تشكيل رسوب، حذف رسوبهاي پيشين، افزايش بازدهي مبدلهاي حرارتي و نصب و نگهداري آسان تبديل به يكي از كاربردي ترين راههاي مقابله با سختي و رسوب در حرارت و برودت شده است.در اثر اعمال ميدان مغناطيسي با انرژي مناسب مي توان شرايطي را ايجاد كرد كه فرايند تشكيل بلورهاي رسوب در داخل آب رخ داده و از چسبيدن آنها به ديواره ها جلوگيري شود. در اين حالت اصطلاحا در آب پديده دانه برفي رخ داده و هسته هاي اوليه بلورهاي رسوب در آب تشكيل مي شود. با گذشت زمان به حجم هسته هاي اوليه افزوده شده و بلورهاي سخت خنثي و معلق در آب كه خاصيت چسبندگي خود را از دست داده اند ظاهر مي شود. در كنار فرايند فوق افزايش مولكولهاي آزاد در آب و شكسته شدن پيوند هيدروژني بين آنها باعث افزايش حلاليت آب شده و خاصيت رسوب زدايي را نيز به فن آوري فوق مي افزايد، به نحوي كه با گذشت زمان رسوب هاي پيشين نيز در آب حل شده و تبديل به بلورهاي خنثي معلق در آب مي شوند.

در يك سيستم خنك كننده سيركوله، براي جذب گرمايي كه آب در حين عبور از تجهيزات و فرايندهاي صنعتي دريافت كرده است، آن را از برج هاي خنك كن عبور مي دهند و بعد از خنك شدن دوباره آن را به جهت خنك كردن تجهيزات و فرايندها به كار مي برند.اغلب مشكلات برج خنك كن ناشي از ناخالصي آب (مشكلاتي همچون رسوب، بالا بودن ميزان مواد معلق آب، ايجاد اكسيژن، عدم تزريق مداوم كلر) مي باشد. اين موارد در سيستم هاي خنك كن معمولا سه پديده را بوجود مي آورد: خوردگي، تشكيل رسوب و رشد بيولوژيكي. تنها استفاده از بازدارنده هاي خوب بدون در نظرگرفتن كليه جوانب و دستورالعملها نمي تواند جوابگوي مشكلات خوردگي و رسوب دهي در آبهاي خنك كن صنايع باشد. آزمايشات انجام شده نشان مي دهد كه استفاده تنها از پلي فسفات و اسيد كه هم اكنون رايج مي باشد نم يتواند جوابگو باشد و بايستي از مخلوط تركيبات شيميايي بهتر، نظير نمكهاي روي، فسفوناتها و موليبداتها استفاده شود. براي داشتن يك سيستم خوب و مطمئن بايد ضمن رعايت دستورالعملهاي مربوطه با روش بازرسي مستمر Monitoring از عملكرد بازدارنده هاي خوردگي و رسوب دهي و رشد بيولوژيكي آن آگاهي يافت.

در اين تحقيق رشد باكتري هاي هوازي و بي هوازي در آب خام اروند رود مجاور چوب مورد استفاده در برج هاي خنككننده چوبي در شرايط مختلف مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش هاي شمارش ميكروبي دو نوع چوب رد وود و جنوب شرق آسيا در مدت چهار هفته و بدون استفاده از زيس تكش نشان داد آب خامي كه در مجاورت چوب جنوب شرق آسيا قرار دارد، از آلودگي ميكروبي زيادتري برخوردار است. تكرار آزمايش همراه با100ppm  زيست كش باعث كاهش آلودگي ميكروارگانيسمي در هر دو نوع چوب گرديد. مقايسه بين شرايط رشد باكتريهاي هوازي و بي هوازي در مجاورت چوب ردوود بدون پوشش و نمونه هاي پوشش داده شده در شرايط مختلف با حضور زيست كش و بدون حضور آن نشان مي دهد استفاده از پوشش باعث كاهش چشمگير آلودگي ميكروبي در نمونه هاي پوشش داده شده در مقايسه با نمونه هاي بدون پوشش در شرايط مشابه مي باشد.

در اين تحقيق پيش بيني علملكرد و طراحي برج هاي خنك كننده پاششي مورد بررسي قرار گرفته است. از آنجا كه در برجهاي خنك كننده پاششي از اكنهها استفاده نمي شود، مشكلات ناشي از رسوب گيري و گرفتگي بوجود نمي آيد اما از طرفي مدل رياضي دقيقي براي پيش بيني عملكرد اين برج ها وجود ندارد كه با محدوده وسيعي از داده هاي تجربي توافق داشته باشد. استفاده از شبكه عصبي مصنوعي اين امكان را فراهم مي آورد تا با سرعت بالا و هزينه كم، مدلي براي برج خنك كننده پاششي بدست آورد تا بتوان دماي خروجي از برج خنك كننده را در محدوده وسيعي از داده هاي ورودي پيش بيني كرد. در نهايت نتايج بدست آمده از شبكه عصبي مصنوعي با نتايج مدل انتقال حرارت و جرم مقايسه شده است كه نشان مي دهد خطاي مدل طراحي شده توسط شبكه عصبي مصنوعي كنترل از مدل رياضي اراده شده ميباشد.

صرفه جويي در مصرف انرژي به يكي از دغدغه هاي دنياي امروز تبديل شده است. دستگاه چيلر جذبي يكي از بهترين وجديدترين وسايل سرمايشي است كه به بهترين نحو جوابگوي موضوع بالاست. با توجه به اهميت يادگيري و نياز آزمايشگاهها در اين امر، توليد دستگاه چيلر جذبي متناسب با نياز آزمايشگاهي و حتي صنعتي جمعي از كارمندان شركت آبرون تهويه را به فكر توليد اين دستگاه با تناژ پايين انداخت. دستگاههاي صنعتي معمول چيلر جذبي در تناژهاي بالا (معمولا بالاتر از 40 تن تبريد) توليد مي شوند و با توجه به در دسترس نبودن و همچنين بدنه فلزي و حجم اشغالي زياد عملا براي مقاصد آزمايشگاهي بلا استفاده ميباشند. ولي دستگاه مورد بحث در اين مقاله به علت فضاي اشغالي كم و بدنه شفاف كه ميتواند اتفاقات داخلي را به بهترين نحو به مخاطب نشان دهد، بسيار مناسب براي مقاصد آموزشي ميباشد. به علت تناژ پايين قابل استفاده براي مكانهاي مسكوني، تجاري و غير و نيز ميباشد.

يكي از نيازهاي صنايع از جمله نفت، چيلرها و خنك كننده هاي صنعتي در پروسه و فرآيند مربوط به آنهاست چيلرهاي جذبي در مقايسه با چيلرهاي تراكمي بدليل مصرف كم برق مورد استقبال قرار گرفته اند. در چيلرهاي جذبي خورشيدي، گرما و حرارت مورد نياز چيلر از حرارت خورشيد تامين مي شود. كلكتورهاي خورشيدي مورد استفاده، دماي سيال چيلر را بالا برده و آبگرم توليدي را جايگزين گاز موردنياز چيلر جذبي مي نمايند. اگرچه هزينه خريد چيلر جذبي بالاتر از چيلر تراكمي است اما هزينه بهره برداري (هزينه برق) آن پايي نتر و در طول سالهاي بهره برداري اقتصادي تر خواهد بود. همچنين هزينه خريد كلكتور خورشيدي نيز به هزينه سرمايه گذاري اوليه چيلر جذبي خورشيدي اضافه مي شود. در اين مقاله ابتدا مباحث فني چيلر جذبي خورشيدي مورد بحث قرار مي گيرد سپس هزينه جاري آن با چيلر تراكمي مقايسه مي شود. در پايان، بحث اقتصادي چيلر جذبي در مقايسه با چيلر تراكمي نتيجه گيري مي شود.