امروزه از سیستم های سرمایش مختلفی از جمله کولر آبی، اسپیلت، هواساز و غیره، جهت سرمایش ساختمان استفاده می شود که هر کدام از آنها دارای چندین مزیت و عیب می باشد. یکی از مهمترین ایراداتی که می توان برای بسیاری از سیستم های سرمایشی نام برد یکنواخت نبودن دما در فضاهای ساختمان می باشد. مهمترین بخش اتلاف حرارت ساختمان با محیط اطراف، از طریق پنجره ها می باشد. بر این اساس، در این پژوهش یک سیستم سرمایش جدید مبتنی بر سیکل تبرید تراکمی پیشنهاد شده و به صورت عددی و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی آزمایشگاهی این سیستم در محیط کارگاه تهویه مطبوع و ارزیابی عددی آن در نرم افزار دیزاین بیلدر انجام گرفته است. بعلاوه، این سیستم با سیستم سرمایش اسپلیت مقایسه گردیده است. از مهمترین نتایج بدست آمده از این پژوهش، می توان به توزیع یکنواخت دمای محیط و کاهش مصرف انرژی در مقایسه با سیستم های معمول سرمایش اشاره نمود. در هنگام استفاده از سیستم کویل پنجره ای، تفاوت بیشینه و کمینه دما در بخش وسیعی از اتاق، کمتر از 1 درجه سلسیوس اندازه گیری شده است. حال آنکه در سیستم اسپلیت، با حرکت از سمت سقف اتاق به سمت کف، دما حدود 2 درجه سلسیوس تغییر می کرد. همچنین این سیستم، در مقایسه با سیستم سرمایش اسپلیت حدود 7/6 % انرژی کمتری مصرف نمود.

علی رغم مزایای چیلر های گریز از مرکز مانند ظرفیت بالا،بازده انرژی بالا، عملکرد پایدار این چیلرها کمتر مورد مطالعه قرار گرفته اند؛ از این رو این مطالعه به بررسی عملکرد چیلر های گریز از مرکز در شرایط مختلف می پردازد؛ هم چنین باتوجه به حساسیت کمپرسورهای گریز از مرکز به دبی جرمی عبوری، علاوه بر نگاه ترمودینامیکی به سیکل چیلر، کمپرسور گریز از مرکز آن نیز مورد مطلعه قرار گرفته است. مدل سازی ترمودینامیکی و عددی به ترتیب با استفاده از نرم افزارهای EESو CFX صورت گرفته است. نتایج مدل سازی در EES نشان داد با دبی جرمی و نسبت فشار یکسان، ضریب عملکرد سیکل با مبردR134a در حالت دومرحله ای نسبت به تک مرحله 8 درصد و برای مبرد R744 ، 23 درصد بیشتر است. هم چنین بررسی مقدار فشارمیانی درسیکل های دومرحله ای نشان داد بالاترین ضریب عملکرد در شرایط یکسان زمانی رخ می دهد که فشار میانی 7/1 برابر فشار اواپراتور باشد.با بررسی مبردهای مختلف مشخص شد R134a بالاترین ضریب عملکرد و R744 کم ترین ضریب عملکرد را دارد. تاثیر دبی جرمی سیکل بر عملکرد کمپرسور به صورت عددی بررسی شده است؛ نتایج نشان داد با افزایش و کاهش 50 درصدی ظرفیت سرمایش چیلر عملکرد کمپرسور آن به نقاط surge و choke نزدیک می شود. هم چنین با استفاده از تحلیل عددی مقادیر عدد ماخ در پروانه با دبی جرمی متفاوت بررسی شد.

در این مقاله، عملکرد ترمودینامیکی یک چرخه تبرید اجکتوری بطور تجربی و تئوری مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل ترمودینامیکی بصورت یک بعدی و با استفاده از نرم افزار EES ارائه شده است. این مدل قادر است در شرایط مختلف نسبت های مکش و مساحت اجکتور را، که نمایانگر هندسه اجکتور است، محاسبه کند. مدل سازی اجکتور بر اساس روش اختلاط در فشار ثابت انجام شده است. نتایج تجربی بدست آمده از کار حاضر به منظور تعیین ضرایب اتلاف اصطکاکی و جریان در مدل تئوری، که نمادی از تلفات اصطکاکی هستند، مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین برای تعیین تاثیر پارامترهایی همچون دمای اواپراتور و مولد بخار بر روی ضریب عملکرد و بازده قانون دوم ترمودینامیک یک مطالعه پارامتریک صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش دمای مولد بخار و اواپراتور، ضریب عملکرد سیستم را افزایش می دهد و اینکه بیشترین تلفات اگزرژی به ترتیب در اجکتور، مولد بخار و کندانسور روی می دهد. با استفاده از مدلسازی انجام شده ملاحظه شد که در هر فشار مولد بخار، با تغییرات دمای اواپراتور مقدار بهینه ای برای بازده قانون دوم وجود دارد. همچنین توزیع تلفات اگزرژی اجزای چرخه نشان می دهد که بیشترین نابودی اگزرژی در اجکتور، چگالنده و مولد بخار اتفاق می افتد.

1در این پژوهش یک سیکل ترکیبی که شامل سیکل برایتون، رانکین و تبرید تراکمی است، به منظور تولید قدرت و سرمایش ارزیابی ترمودینامیکی می شود. سیکل ترکیبی در نرم افزار EES شبیه سازی شده و با استفاده از قانون اول ترمودینامیک، راندمان حرارتی آن محاسبه می شود. با استفاده از سه مبدل حرارتی با راندمان حرارتی 90 درصد، حرارت خروجی از سیکل تبرید تراکمی برای پیش گرمایش و گرمای اتلافی سیکل برایتون برای تولید بخار در سیکل رانکین بکار گرفته می شود. در سیکل برایتون از هوا و در سیکل رانکین از آب و در سیکل تبرید از مبرد R134a بعنوان سیال عامل استفاده می شود. دبی جرمی های 5، 10 و 20 کیلوگرم بر ثانیه به ترتیب برای بخار آب، مبرد R134a و هوا در نظر گرفته می شود. تاثیر دبی سیال عامل ها بر راندمان حرارتی سیکل ترکیبی بررسی می شود. با تحلیل انرژی راندمان حرارتی سیکل برایتون 29/49 درصد، سیکل رانکین 68/27 درصد، ضریب عملکرد سیکل تبرید 38/4 و راندمان حرارتی سیکل ترکیبی 84/48 درصد شد. همچنین نتایج نشان می دهد با افزایش دبی هوا، راندمان حرارتی سیکل ترکیبی افزایش می یابد اما با افزایش دبی مبرد R134a و بخار آب، مقدار راندمان سیکل ترکیبی کاهش می یابد

مدل سازی اجزا سیکل تبرید تراکمی بخار با استفاده از منحنی های مشخصه آن ها در حالت پایدار ارائه شده و سپس شبیه سازی کل سیکل انجام شده است. با استفاده از شبیه سازی، پیش بینی مشخصه های سیستم مانند نرخ دفع حرارت در کندانسور، کار کمپرسور، اثر تبرید و ضریب عملکرد در شرایط محیطی متفاوت انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی بدست آمده از بررسی آزمایشگاهی یک دستگاه کولر گازی دو تکه مقایسه شده و مشخص گردید که مدل ارائه شده می تواند با دقت خوبی عملکرد سیستم را پیش بینی نماید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش یک درجه دمای محیط ضریب عملکرد سیکل 3.5 درصد کاهش می یابد و با افزایش 10 درصد رطوبت نسبی محیط ضریب عملکرد به طور متوسط 6.5 درصد افزایش می یابد. افزایش 10 درصد در دبی حجمی هوای عبوری از روی کندانسور، سبب افزایش 3.2 درصد در ضریب عملکرد سیکل می شود. همچنین تاثیر افزایش سطح کندانسور بر میزان حرارت دفع شده در کندانسور بررسی گردید و مشخص شد با افزایش سطح کندانسور تا حد معینی، دفع حرارت از آن محسوس بوده اما با افزایش بیشتر آن، تغییر چندانی در افزایش حرارت دفع شده در کندانسور مشاهده نمی شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.