بهبود عملکرد سیستم سرمایش تبخیری مستقیم با استفاده از مخزن آب ذخیره‌کننده انرژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

در این تحقیق امکان افزایش کارایی سیستم خنک کننده تبخیری مستقیم با استفاده از تلفیق آن با یک مخزن آب ذخیره کننده انرژی سرمایشی مورد مطالعه قرار گرفته است. آب درون این مخزن، در طی ساعات شب، سرما را در خود ذخیره کرده و از آن در طول ساعات روز جهت کاهش دمای هوای خروجی از کولر استفاده می شود. در این مقاله، ابتدا معادلات حاکم بر سیستم تبخیرکننده تلفیقی فوق الذکر استخراج شده‌اند و سپس در ادامه، اثر جرم آب درون مخزن بر مشخصات هوای خروجی از کولر تبخیری، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر این موضوع است که در شرایط نمونه استفاده از مخزن آب ذخیره کننده انرژی سرمایشی با جرمی معادل با سه برابر جرم هوای خشک ورودی به کولر در یک ساعت، سبب کاهش دمای هوای خروجی از کولر به میزان ℃2.02 در ساعت 14:00 خواهد شد. انتقال ساعات بیشینه و کمینه دمای هوای خروجی از کولر به ساعات دیگر و همچنین کاهش دامنه تغییرات هوای خروجی از سیستم از حدود ℃6 به حدود ℃3.5 ، مهم ترین مزایای سیستم تلفیقی پیشنهادی فوق الذکر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Pérez-Lombard L., Ortiz J., Pout C., A review on buildings energy consumption information, Energy and Buildings, Vol. 40, No. 3, pp. 394-398, 2008.
[2] Qureshi B. A., Zbair S. M., Second-law-based performance evaluation of cooling towers and evaporative heat exchangers, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 46, pp. 188–198, 2007.
[3] Chengqina R., Nianping L., Guangfa T., Principles of exergy analysis in HVAC and evaluation of evaporative cooling schemes, Building and Environment, Vol 37, No. 11, pp. 1045–1055, 2002.
[4] Farmahini-Farahani M., Pasdarshahri H., “Exergy Analysis of Evaporative Cooling for Optimum Energy Consumption in Diverse Climate Conditions”, Journal of Mechanical Research and Application, Vol. 3, No. 1, pp. 9-20, 2011.
[5] Riangvilaikul B., Kumar S., “Numerical study of a novel dew point evaporative cooling system”, Energy and Buildings,Vol. 42, pp. 2241–2250, 2010.
[6] Cui X., Chua K.J., Yang W.M., “Numerical simulation of a novel energy-efficient dew-point evaporative air cooler”, Applied Energy, Article in press, 2014.
[7] Bruno F., “On-site experimental testing of a novel dew point evaporative cooler, Energy and Buildings”, Vol. 43, pp. 3475–3483, 2011.
[8] Riangvilaikul B., Kumar S., “An experimental study of a novel dew point evaporative cooling system”, Energy and Buildings, Vol. 42, pp. 637–644, 2010.
[9] Kulkarni R. K., Rajput S. P. S., “Comparative performance  analysis of evaporative cooling pads of alternative configurations and materials”, International Journal of Advances in Engineering & Technology,  2013.
[10] Hasan A., “Going below the wet-bulb temperature by indirect evaporative cooling: Analysis using a modified e-NTU method”, Applied Energy, Vol. 89, pp. 237–245, 2012.
[11] Guo X. C., Zhao T. S., “A parametric study of an indirect evaporative cooler”, Int. Comm, Heat Mass Transfer, Vol. 25, No. 2, pp. 217-226, 1998.
[12] X. Wanga, Niu J., Van Paassen A.H.C., “Raising evaporative cooling potentials using combined cooled ceiling and MPCM slurry storage”, Energy and Buildings, Vol. 40, No. 9, pp. 1691–1698, 2008.
[13] Jaber S., Ajib S., “Novel cooling unit using PCM for residential application”, International Journal of Refrigeration, Vol. 35, No. 5, pp. 1292–1303, 2012.
[14] Walsh B. P., Murray S. N., O'Sullivan D.T.J., “Free-cooling thermal energy storage using phase change materials in an evaporative cooling system”, Applied Thermal Engineering, Vol. 59, No. 1, 25, pp. 618–626, 2013.
]15[ حسینی ثنا، حیدری نژاد قاسم، پاسدارشهری هادی، "بررسی اثر پیش سرمایش هوای ورودی به کولر تبخیری بر بازدهی ‏تبخیری آن"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، دوره 13، شماره 13، صفحه 188-199، اسفند 1392.
]16[ حیدری نژاد قاسم، میری سید ضیا، پاسدارشهری هادی، "بهینه­سازی سیستم سرمایش ترکیبی خنک کننده تبخیری مستقیم- برج خنک کننده به منظور کمینه کردن هزینه های عملکرد با استفاده از الگوریتم ژنتیک"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، دوره 15، شماره 4، صفحه 348-354، 1394.
]17[ معرفت مهدی، احمدی صادق، حقیقی پشتیری امین، "بررسی سیستم سرمایش ترکیبی کانال زیرزمینی هوا و خنک کننده تبخیری مستقیم و ارزیابی عملکرد آن"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، دوره 15، شماره 5، صفحه 137-144، مرداد 1394.
[18] Merkel F. Verdunstungshuhlung., Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure, (VDI)1925;70:123–8.
[19] D. Reicosky, L. Winkelman, J. Baker, D. Baker, Accuracy of hourly air temperatures calculated from daily minima and maxima, Agricultural and Forest Meteorology", Vol. 46, No. 3, pp. 193-209, 1989.
]20[ میانگین بیشینه دما بر حسب درجه سلسیوس در ایستگاه مهرآّباد تهران، وبسایت ایستگاه هواشناسی در 17 آبان 1394 به آدرس ذیل:
http://www.chaharmahalmet.ir/stat/archive/iran/teh/TEHRAN/3.asp
[21] Wu JM, Huang X, Zhang H. Theoretical analysis on heat and mass transfer in a direct evaporative cooler. Appl Therm Eng;29(5–6):980–4,2009.