بهینه سازی تحلیلی یک سیستم سرمایشی جذبی خورشیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک تبدیل انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

چکیده

از جمله کاربردهای انرژی خورشیدی ‌می‌توان به سرمایش جذبی در تهویه مطبوع اشاره کرد. در این نوع سیستم‌ها به جای کمپرسور از یک سیکل جذبی استفاده می‌شود و حرارت مورد نیاز سیستم از طریق خورشید تامین خواهد شد. در این تحقیق با بررسی یک سیستم جذبی، با تغییر شرایط حاکم بر سیستم، دو مسئله مختلف به گونه‌ای بررسی شده که در یکی فشار در ناحیه کم‌فشار و در دیگری فشار در ناحیه پر‌فشار ثابت باشد. به این ترتیب می‌توان بهترین حالت کارکرد برای سیستم انتخابی را بررسی نمود. با توجه به شرایط حاکم بر مسئله، بهترین شرایط کارکرد برای سیستم انتخابی جذبی پیش رو دمای اواپراتور c 7 و شار حرارتی w/m2 530 بوده است. در نهایت به بهینه‌سازی برخی از پارامترهای مهم (ضخامت پوشش روی کلکتور، فاصله بین لوله‌های جاذب در کلکتور، فاصله بین صفحه جاذب و پوشش شیشه‌ای، ظرفیت گرمایی ویژه سیال، ضریب انتقال حرارت هوا، ضریب انتقال حرارت سیال در کلکتور) برای تامین بار مورد نیاز سیستم جذبی پرداخته شده است. با توجه به نتایج مشاهده می‌شود که در طراحی کلکتور برای ضخامت پوشش روی کلکتور، فاصله بین صفحه جاذب و پوشش شیشه‌ای و ضریب انتقال حرارت سیال در کلکتور حالت بهینه انتخاب شده است. اما می توان با تغییر مقدار فاصله بین لوله‌های جاذب در کلکتور، ظرفیت گرمایی ویژه سیال و ضریب انتقال حرارت هوا در حدود %10 حرارت جذب شده در کلکتور را افزایش داد. همچنین خطای نتایج حاضر برای مدل کردن کلکتور و سیستم جذبی به ترتیب در حدود %1 و %5/1 بوده است.

کلیدواژه‌ها


 [1] F. Trieb, C. Schillings, M. O’sullivan, T. Pregger and C. Hoyer-Klick, "Global potential of concentrating solar power," in In SolarPACES Conference, 2009.
[2] Gh. A. Karaminia, Energy balance sheet, Tehran, 2010. (in Persian)
[3]   M. Enjavi-Arsanjani, K. Hirbodi and M. Yaghoubi, "Solar energy potential and performance assessment of CSP plants in different areas of Iran.," Energy Procedia, vol. 69, pp. 2039-2048, 2015.
[4] Gh. A. Karaminia, Energy balance sheet, Tehran, 2012. (in Persian)
 [5]  A. Erhard and E. Hahne, "Test and simulation of a solar-powered absorption cooling machine," Solar Energy, vol. 59, no. 4, pp. 155-162, 1997.
[6]   H. E. Zinian and Z. Ning, "A solar absorption air-conditioning plant using heat-pipe evacuated tubular collectors," in In Proceedings of ISES Solar World Congress on CD-ROM, Jerusalem, Israel., 1999.
 [7]  G. A. Florides, S. A. Kalogirou and S. A. Tassou, "Modelling and simulation of an absorption solar cooling system for Cyprus," Solar energy, vol. 72, no. 1, pp. 43-51, 2002.
[8]   S. F. Hassell. Stress Analysis in Pressure Vessels, Accessed 8 September 2009; http://www.shieldco.com/tutorial/24.
[9]   F. Assilzadeh, S. A. Kalogirou, Y. Ali and K. Sopian, "Simulation and optimization of a LiBr solar absorption cooling system with evacuated tube collectors," Renewable Energy, vol. 30, no. 8, pp. 1143-1159, 2005.
[10] M M. Balghouthi, M. H. Chahbani and A. Guizani, "Feasibility of solar absorption air conditioning in Tunisia," Building and environment, vol. 43, no. 9, pp. 1459-1470, 2008.
[11] B. Khaled and Y. Taamneh, "Review and recent improvements of solar sorption cooling systems," Energy and Buildings, vol. 128, pp. 22-37, 2016.
[12] B. Evangelos and C. Tzivanidis, "Performance analysis and optimization of an absorption chiller driven by nanofluid based solar flat plate collector," Journal of cleaner production, vol. 174, pp. 256-272, 2018.
[13] V. A. Nourpoor, Evaluation of the performance of the absorption refrigeration cycle of two effects of parallel flow of lithium bromide-water based on analysis, The 3rd International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering, Tehran, 2018. (in Persian)
 [14] H. Sheikhani, R. Barzegarian, A. Heydar, A. Kianifar, A. Kasaeian, G. Gróf and O. Mahian, "A review of solar absorption cooling systems combined with various auxiliary energy devices," Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 134, no. 3, pp. 2197-2212, 2018.
[15] B. Evangelos and C. Tzivanidis, "A review of concentrating solar thermal collectors with and without nanofluids," Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 135, no. 1, pp. 763-786, 2019.
[16] S. A. Kalogirou, Solar energy engineering: processes and systems. ., Academic Press, 2013.
[17] Ö. Kızılkan, . A. Şencan and S. A. Kalogirou, "Thermoeconomic optimization of a LiBr absorption refrigeration system," Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 46, no. 12, pp. 1376-1384, 2007.
[18] H. Khorasani, A. Aghaee, R. Ehteram and A. Azimi, Study and optimization of exergy of a flat solar thermal collector equipped with reflectors and lenses in a closed circuit using the results of experiments, Journal of Energy Engineering and Management, vol. 3, No. 1, pp. 40-51, 2013. (in Persian)
[19] G. A. Florides, A. K. Soteris, A. T. Savvas and L. C. Wrobel, "Design and construction of a LiBr–water absorption machine," Energy conversion and management, vol. 44, no. 15, pp. 2483-2508, 2003.
[20] S. A. Kalogirou, "Chapter 6—Solar Space Heating and Cooling," in Solar Energy Engineering (Second Edition), Boston, Academic Press, pp. 323-395, 2014.