چهارشنبه, 21 بهمن 774 ساعت 00:00

تولید سرما

نوشته شده توسط 
این مورد را ارزیابی کنید
(1 رای)
Print Friendly

سيستم توليد همزمان سرما، گرما و الكتريسيته (CCHP)

چكيده

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 بهينهسازي 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 ملاحظهاي بازيافت مينمايد. در اين ميان نقش چيلرهاي جذبي به عنوان منابع تامين انرژي سرمايشي بسيار با اهميت است.
سيستم هاي توليد همزمان كه به توليد انرژي الكتريكي در مقياس هاي كوچك و در نزديك محل مصرف پرداخته و بارهاي سرمايشي و گرمايشي مورد نياز را تامين مي كنند، علاوه بر اينكه موجب كاهش اتلافات ناشي از توزيع و انتقال برق در شبكه مي شوند موجب كاهش مصرف سوخت و در نتيجه كاهش آلودگي هاي زيست محيطي مي گردنند. در اين مقاله به بررسي نقش چيلرهاي جذبي در سيستم هاي توليد پراكنده همزمان برق و حرارت پرداخته و نشان داده شده كه صرفه جويي هاي حاصل از به كارگيري اين سيستم ها با توجه به مصرف بالاي انرژي هاي فسيلي در كشور و با عنايت به كاهش مصرف سوخت در كشور، موجب بازگشت هزينه سرمايه گذاري در كمتر از 6 سال شده و همچنين كاهش 50 درصدي مصرف سوخت را به همراه خواهد داشت.
در اين تحقيق ابتدا نيازهاي انرژي يك مجموعه مسكوني بزرگ شامل انرژي الكتريكي، سرمايش و گرمايش در تمام سال با كمك نرم افزار كرير انجام شده و سپس براي مجموعه مورد نظر يك طرح اوليه سيستم توليد همزمان ترسيم شده است. در ادامه با كمك نرم افزاركلمات كليدي: چيلر جذبي، ليتيوم برومايد، اندازه آزمايشگاهي، تناژ پائين، مقياس صنعتي EES تجهيزات سيستم توليد همزمان، اعم از موتور احتراق داخلي به عنوان محرك اوليه و منبع توليد انرژي الكتريكي و همچنين بويلر بازياب بخار و بويلر كمكي به منظور تامين بخار آب و نيز چيلر جذبي جهت تامين نيازهاي سرمايشي مجموعه، مدلسازي شده است. در نهايت نيز با انجام بهينه سازي به كمك نرم افزار MATLAB اندازه بهينه تجهيزات ذكر شده در سيستم توليد همزمان به گونه اي محاسبه شده است كه مجموع هزينه ساليانه سيستم بهينه باشد.
مقدمه:
سيستم هاي توليد همزمان به عنوان يكي از موثرترين راهكارها جهت تامين انرژي هاي مصرفي ساختمان در بخش تجاري و مسكوني مورد استفاده قرار مي گيرند. اين سيستم ها ضمن برآورده كردن همزمان نيازهاي انرژي ساختمان، با توجه به راندمان انرژي بالا، موجب كاهش مصرف انرژي و در نتيجه كاهش مصرف سوخت هاي فسيلي شده و نتايج ارزنده اي از جمله صرفه جويي قابل ملاحظه اي در هزينه هاي انرژي مصرف كنندگان و نيز كاهش آلاينده هاي زيست محيطي به همراه خواهد داشت. در اين ميان نقش چيلرهاي جذبي در سيستم توليد همزمان به عنوان تامين كننده بارهاي سرمايشي بسيار قابل توجه است.
هزينه هاي انرژي يك ساختمان، متشكل از هزينه هاي الكتريكي جهت تامين روشنايي و ديگر تجهيزات الكتريكي ساختمان و نيز هزينه هاي تامين گرمايش اعم گرمايش در فصول سرد و نيز هزينه تامين آبگرم مصرفي و بهداشتي در تمام طول سال مي باشد. بخش قابل ملاحظه اي از هزينه انرژي يك مجموعه مسكوني يا تجاري، هزينه هاي مربوط به تامين سرمايش در فصول گرم سال مي باشد. بارهاي سرمايشي ساختمان اغلب توسط كولرهاي آبي، گازي و يا چيلرهاي جذبي تامين مي شود. هرچند تامين سرمايش به حجم بارهاي سرمايشي و نيز شرايط اقليمي و موقعيت آب و هوايي منطقه مورد نظر وابستگي مستقيم دارد، وليكن مطالعات نشان مي دهد به كارگيري سيستم هاي جذبي به منظور تامين . سرمايش در ساختمان از لحاظ اقتصادي به صرفه تر خواهد بود.
نكته قابل توجه در اينجا لزوم دقت كافي و محاسبات كامل در برآورد بارهاي سرمايشي ساختمان و نيز بررسي دقيق هزينه هاي خريد، نصب، راه اندازي و تعميرات سيستم هاي سرمايشي به علاوه هزينه سوخت مصرفي در طول دوره معين در محل نصب مي باشد.
تجهيزات سرمايشي متنوعي اعم از كولرهاي آبي، كولرهاي گازي به صورت عملكرد يگانه و اسپليت و نيز چيلرهاي تراكمي و جذبي جهت تامين بارهاي سرمايشي در فصول گرم سال متداول است كه همانطور كه ذكر شد، انتخاب يك سيستم مناسب مي بايست بر اساس حجم بارهاي سرمايشي و نيز در نظر گرفتن اقليم مورد نظر صورت پذيرد. به عنوان مثال مي توان عنوان كرد كه به گارگيري كولر آبي در اقليم مرطوب توصيه نشده و كارآيي مناسبي نخواهد داشت و يا نصب چيلرهاي تراكمي و جذبي براي تامين سرمايش يك ساختمان مسكوني كوچك به صرفه نبوده و توجيه اقتصادي ندارد.
همانگونه كه ذكر شد كولر آبي به دليل هزينه اوليه نسبتا كم و سهولت در نصب و بهره برداري يك از متداولترين سيستم هاي سرمايشي كشور ماست كه ضمن تامين بارهاي سرمايشي، رطوبت محيط را نيز افزايش داده و به همين دليل در اقليم گرم و خشك بسيار مناسب مي باشد.با اين وجود عدم كارآيي اين تجهيزات در اقليم مرطوب و نيز مصرف قابل توجه آب در آنها موجب شده تا به كارگيري چيلرهاي تركمي و جذبي به خصوص در ساختمان هاي بزرگ رايج گردد.
چيلرهاي جذبي در مقايسه با نوع تركمي از هزينه اوليه بالاتري برخوردارند در عوض هزينه انرژي مصرفي آنها به طور قابل ملاحظه اي پايين تر است. به اين ترتيب كه مصرف انرژي گرمايي به جاي انرژي الكتريكي، در سيستم هاي جذبي هزينه هاي مصرفي سيستم را به طرز چشمگيري كاهش مي دهد. اين گرمايش مي تواند بصورت مستقيم از منابع .سوخت فسيلي نظير مشعل هاي گازي و يا از طريق بخار آب يا آب گرم تامين گردد.
بدين ترتيب مي توان اين گونه عنوان كرد كه سيستم هاي جذبي از مزيت نسبي در هزينه هاي مصرف انرژي برخوردار بوده و در صورتي كه انرژي گرمايي مورد نياز به صورت فراوان و ارزان در دسترس باشد اين مزيت دو چندان مي گردد. در سيستم هاي توليد همزمان، گرماي گازهاي خروجي از مولد توليد الكتريسيته كه مي تواند موتور احتراق داخلي و يا يك توربين گازي باشد، در يك بازياب كننده حرارت موسوم به مولد بخار يازياب Heat Recovery Steam Generator - HRSG به آب منتقل شده و توليد آب گرم يا بخار آب مي كند. بدين ترتيب گرماي اتلافي سيستم به انرژي گرمايي مفيد به صورت آبگرم يا بخار آب تبديل مي شود. اين انرژي گرمايي مفيد مي تواند بصورت مستقيم براي تامين گرمايش در ساختمان استفاده شده و يا چنانچه توضيح داده شد جهت تامين نيازهاي سرمايشي به عنون انرژي مورد نياز چيلر جذبي به كار گرفته شود. >br> به عبارت ديگر، در سيستم هاي توليد همزمان با توجه به وجود انرژي گرمايي ارزان قيمت به ميزان قابل توجه، نصب و راه اندازي سيستم جذبي از توجيه اقتصادي بالايي برخوردار بوده و صرفه جويي هاي ناشي از به كارگيري آن موجب بازگشت سرمايه هوليه سيستم در مدت كوتاهي مي گردد. در ادامه مدلسازي انجام شده در نرم افزار EES و سپس بهينه سازي به منظور تعيين نقاط بهينه كاركرد مجموعه توليد همزمان را كه منجر به مشخص شدن اندازه تجهزيات سيتم توليد همزمان مي گردد، تشريح مي شود.

2 - مطالعه موردي سيستم توليد پراكنده همزمان در بخش مسكوني

در اين مطالعه موردي سيستم توليد پراكنده همزمان جهت تامين تقاضاي انرژي الكتريكي، سرما و گرماي يك مجموعه مسكوني واقع در شهر تهران در نظر گرفته شده است. مجموعه ذكر شده يك ساختمان مسكوني ده طبقه داراي مجموع 40 واحد مسكوني است. بار الكتريكي ساختمان مجموع نياز الكتريكي ساختمان به دليل به كارگيري تجهيزات روشنايي و ساير وسايل الكتريكي مرسوم در ساختمان مي باشد. بارهاي سرمايشي نيز ميزان سرماي مورد نياز جهت تامين دماي آسايش در فصول گرم بوده و بارهاي گرمايشي مجموع تقاضاي لازم جهت گرمايش در فصول سرد و آبگرم مصرفي ساختمان است. بارهاي الكتريكي، سرمايي و گرمايي مجموعه توسط نرم افزار Carrier محاسبه شده و در مساله اعمال گرديده است .
سيستم توليد همزمان پراكنده مورد نظر جهت تامين بارهاي مجموعه ارائه شده كه قادر است ضمن تامين نيازهاي انرژي مجموعه، مازاد برق توليدي را به شبكه سراسري بفروشد. به منظور انتخاب اندازه بهينه تجهيزات سيستم مذكور مدلسازي ترموديناميكي سيستم طرح شده در نرم افزار شبيه ساز EES انجام شده و بهينه سازي سيستم كه منجر به ارائه طرح بهينه مي شود، با كمك برنامه نويسي در نرم افزار MATLAB صورت پذيرفته است.
سيستم توليد پراكنده ارائه شده همان گونه كه در شكل مشاهده مي شود شامل يك محرك اوليه است كه ضمن توليد الكتريسيته و تامين نيازهاي الكتريكي شبكه، با فروش مازاد الكتريسيته توليدي موجب درآمدزايي و صرفه جويي ساليانه در سيستم شده كه در نهايت هزينه هاي ناشي از خريد و نصب موتور احتراقي و مجموعه توليد پراكنده را جبران مي كند. محرك هاي اوليه متداول در سيستم هاي توليد پراكنده همزمان برق و حرارت موتورهاي احتراقي رفت و برگشتي گاز سوز 2 و نيز ميكروتوربين 3 مي باشند كه در سال هاي اخير پيشرفت بسياري كرده و با هزينه هاي نسبتا پايين و آلايندگي قابل قبول گسترش بسياري يافته اند. در اين پروژه به كارگيري هر دوي اين مولدها به طور جداگانه به عنوان محرك اوليه در مجموعه توليد همزمان انجام شده و نتايج آن ارائه شده است.

ساير تجهيزات سيستم شامل مولد بخار بازياب به منظور بازيابي حرارت خروجي از محرك اوليه و نيز مولد بخار گاز سوز كمكي و همچنين چيارهاي جذبي و تراكمي و نيز برج خنك كننده مي باشد. اندازه بهينه تمام تجهيزات مجموعه همان طور كه ذكر گرديد پس از انجام بهينه سازي حاصل مي گردد. عملكرد كلي سيستم بدين صورت است كه گرماي خروجي از محرك اوليه وارد مولد بخار بازياب شده و بخار اشباع با فشار 2 اتمسفر توليد مي كند. اين بخار براي تامين گرمايش مركزي و همچنين تامين آبگرم مصرفي ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرد. بويلر گازسوز كمكي نيز جهت تامين بخشي از نياز گرمايشي به توليد بخار مي پردازد. همچنين بخشي از بخار توليدي در فصول گرم وارد چيلر جذبي شده كه وظيفه تامين سرمايش را بر عهده دارد. در اين بخش نيز يك چيلر كمكي الكتريكي (تراكمي) در مواقع اوج مصرف وارد مدار شده و نيازهاي سرمايشي را تكميل مي كند. اندازه تمام اين تجهيزات نيز بهينه شده تا هزينه كل مجموعه در سرمايه گذاري و مصرف انرژي ساليانه حداقل گردد.


-3 انجام بهينه سازي و انتخاب اندازه چيلر جذبي

همان گونه كه در مقدمه نيز عنوان شد پس از شبيه سازي ترموديناميكي سيستم در نرم افزار EES و با كمك كد نويسي در نرم افزار MATLAB اندازه بهينه تجهيزات سيستم محاسبه مي شود. تابع هدف بهينه سازي در اين پروژه مجموع هزينه هاي سرمايه گذاري و مصرف انرژي در مجموعه است و اندازه بهينه تجهيزات به نحوي صورت مي گيرد كه علاوه
بر تحميل كمترين هزينه، تامين كننده انرژي هاي مصرفي ساختمان يعني الكتريسيته، سرما و گرما باشد. لازم به ذكر
است كه هزينه تجهيزات سيستم و نيز تعرفه هاي خريد گاز و الكتريسيته از شبكه و نيز فروش الكتريسيته مازاد به شبكه
سراسري بر اساس قيمت هاي داخلي در كشور و بر مبناي قوانين موجود در وزارت نيرو و ساير ارگان هاي مربوطه اعمال
شده است. شكل زير تابع هدف را بر حسب پارامترهاي طراحي پس از انجام بهينه سازي نشان مي دهد.

 

پس از انجام بهينه سازي اندازه بهينه تجهيزات سيستم توليد همزمان مشخص مي گردد. همانگونه كه گفته شد، اين اندازه بهينه موجب كمينه شدن مجموع هزينه هاي ساليانه سيستم، اعم از هزينه سرمايه گذاري، تعمير و نگهداري و نيز هزينه هاي مصرف انرژي تجهيزات سيستم خواهد بود. همچنين در اين حالت مي توان نقاط بهينه را با نقاط بيشينه تقاضاهاي الكتريكي و سرمايشي مقايسه كرد، اين مقايسه در شكل هاي زير ارائه شده است.

بدين ترتيب همان طور كه در شكل ديده مي شود، به ازاي موتور احتراقي به ظرفيت 394 KW و چيلر جذبي با ظرفيت 80KW معادل 228 تن تبريد، مقدار تابع هدف برابر با 453* 6^10 ريال بوده و كمترين مقدار (بهينه) است. بنابراين اندازه بهينه چيلر جذبي و ساير تجهيزات سيستم مشخص شده و با توجه به اندازه هاي موجود در بازار بهينه سازي به صورت ناپيوسته (Discrete) مجددا انجام شده و اندازه بهينه تجهيزات را به نحوي كه در بازار موجود باشد تعيين مي كند. جدول زير اين اندازه بهينه را نشان مي دهد.

-4 برآوردهاي اقتصادي

در صورتي كه نيازهاي انرژي مجموعه مسكوني مورد نظر به صورت سنتي يعني خريد برق از شبكه سراسري براي تامين انرژي الكتريكي و نصب و راه اندازي ديگ و تجهيزات گرمايشي و نيز چيلر جذبي به ترتيب براي تامين گرمايش و سرمايش مورد استفاده قرار گيرد، جهت مقايسه بهتر هزينه هاي سرمايه گذاري و مصرف انرژي در سيستم بصورت . ساليانه در نظر گرفته مي شود. بدين منظور از ضريب ساليانه سرمايه گذاري استفاده مي شود.

با توجه به محاسبات انجام شده ميزان صرفه جويي ساليانه حاصل از به كارگيري سيستم توليد پراكنده همزمان 7 برابر با 655/2 ميليون ريال مي باشد. با توجه به اينكه دوره بازگشت سرمايه 8 برابر با ميزان صرفه جويي ساليانه تقسيم بر كل هزينه سرمايه گذاري در سيستم است، بنابراين دوره بازگشت سرمايه در سيستم بهينه بصورت زير قابل محاسبه خواهد بود:

بنابراين سرمايه گذاري انجام شده در سيستم توليد مجزا با به كارگيري موتور احتراقي گازسوز در كمتر از 6 سال از محل صرفه جويي ساليانه حاصل صرفه جويي در مصرف گاز و برق و نيز فروش برق به شبكه بازگشت داده مي شود و با توجه به عمر تقريبي 20 ساله سيستم توليد پراكنده مشاهده مي شود كه اين طرح از توجيه اقتصادي مطلوبي برخوردار است. همچنين مي توان برخي ديگر از پارامترهاي مهم دو روش مذكور را مقايسه كرد. از اين پارامترها مي توان راندمان كلي سيستم، راندمان موثر الكتريكي و نيز ميزان صرفه جويي انجام شده در مصرف سوخت را ذكر كرد كه جدول زير نتايج محاسبه پارامترهاي مذكور را براي دو روش ذكر شده نشان مي دهد.

-5 جمع بندي

به كارگيري سيستم هاي توليد پراكنده براي تامين نيازهاي انرژي بخش مسكوني علاوه بر كاهش هزينه هاي ناشي از انتقال و توزيع برق در شبكه و نيز كاهش هزينه هاي سنگين نيروگاههاي بزرگ در ساخت، بهره برداري و نگهداري، موجب كاهش مصرف سوخت و افزايش بهره وري انرژي در مجموعه مي شود. ضمن اينكه سياست توليد پراكنده به كارگيري موتور احتراقي گازسوز، با توجه به ارزيابي انجام شده بر مبناي قيمت هاي داخلي انرژي و سرمايه گذاري داراي دوره بازگشت سرمايه قابل قبول بوده و با عنايت به مزاياي ديگر اين سيستم ها نظير عدم تملك زمين، افزايش امنيت تامين انرژي، حذف اتلافات ناشي از انتقال برق در شبكه و نيز كاهش قابل ملاحظه مصرف سوخت از توجيه اقتصادي بالايي برخوردار است.
در اين ميان نقش چيلر جذبي در كاهش هزينه هاي مصرفي سيستم با توجه به در دسترس بودن انرژي گرمايي ارزان و فراوان حاصل از بازيابي حرارتي در سيستم توليد همزمان، قابل توجه بوده و ضمن تامين نيازهاي سرمايشي ساختمان، موجب كاهش هزينه هاي انرژي در مجموعه مي گردد.
بدين ترتيب چنانچه در نتايج ارائه شد، سيستم توليد همزمان با بهره گيري از چيلر جذبي، در مقايسه با سيستم تامين انرژي به صورت مجزا، 48 % در مصرف سوخت صرفه جويي نموده و موجب بازگشت هزينه سرمايه گذاري شده در كمتر از 6 سال شده و ضمن صرفه جويي در مصرف سوخت هاي فسيلي، موجب كاهش آلايندگي هاي زيست محيطي مي گردد.

منبع : سعيد كريمي علويجه 2 كامبيز رضاپور 3 رامين كرمي 1 كارشناس ارشد مهندسي مكانيك دكتري مهندسي مكانيك كارشناس ارشد مهندسيكانيك پژوهشگاه صنعت نفت معاونت امور برق و انرژي – وزارت نيرو پژوهشگاه صنعت نفت

 

ماهیگیرانی که در دهکده مارواتا (Maruata) واقع در ساحل مکزیکی اقیانوس آرام و در جوار خط استوا زندگی می‌کنند هیچ وقت دچار برق گرفتگی نمی‌شوند. در واقع در این دهکده اساسا برقی وجود ندارد که کسی را بگیرد. اما این ماهیگیران در ۱۶ سال گذشته برای تهیه یخ مورد نیاز انبار کردن ماهی‌های‌شان هیچ وقت به دردسر نیفتادند؛ هفت دستگاه یخ‌‌ساز بزرگ که به هیچ چیز جز آفتاب سوزان این منطقه استوایی نیاز ندارند، در این ۱۶ سال بی‌وقفه روزانه نیم تن یخ تولید کرده‌اند. تولید و انتشار گازهای گلخانه‌ای مدتی است که به موضوعی بحرانی تبدیل شده است. در سال‌های اخیر تلاش جهانی و گسترده‌ای برای کاهش تولید دی‌اکسید کربن به راه افتاده است. اما همایش‌ها، تحقیقات و پیمان‌های بین‌المللی متعدد در این رابطه هنوز نتوانستند به موفقیت چشمگیری دست یابند. به نظر می‌رسد ماهیگیران دهکده مارواتا دست‌کم در این یک مورد از تمام تلاش‌های جهانی جلوتر و موفق‌ترند. دی‌اکسید کربن ناشی از تامین برق مورد نیاز یخچال‌ها در ایالات متحده سالانه به ۱۰۲ میلیون تن می‌رسد. این در حالی است که یخچال‌های خورشیدی علاوه بر عدم‌تولید گازهای گلخانه‌ای و برداشتن بار بسیار سنگینی از دوش شبکه برق سراسری، در مقایسه با یخچال‌های برقی ارزان‌تر نیز هستند. دو گروه از پرمصرف‌ترین وسایل برقی، دستگاه‌های گرمایشی و سرمایشی‌اند اما همیشه اوج مصرف در فصول سرد سال رخ می‌دهد.
در واقع برای تولید گرما راه‌های ارزان‌تر و پاک‌‌تری نیز وجود دارد اما برای تولید سرما به‌نظر می‌رسد چاره‌ای جز استفاده از برق نباشد. برای مثال در آمریکا، اوج مصرف برق در تابستان از ۵/۱ برابر کل ظرفیت تولیدی نیروگاه‌های ذغال‌سنگی غرب رودخانه میسی‌سیپی نیز بیشتر است. اما اگر بخواهیم این مقدار انرژی را از منبع خورشید تامین کنیم، هرگز با چنین محدودیت‌هایی مواجه نمی‌شویم. بر اساس آمارهای منتشر شده از سوی «آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر» و «اداره کل اطلاعات انرژی» وزارت انرژی آمریکا، کل برق سالانه مورد نیاز یک خانوار آمریکایی برابر است با انرژی خورشیدی تابیده شده به سطحی معادل پنج متر مربع. تولید سرما از گرما، آسان‌تر از آن است که به نظر می‌رسد. سال گذشته گروهی از دانشجوهای دانشگاه سن‌خوزه ماشین یخ‌ساز خورشیدی‌ای ساختند که کل هزینه‌های آن با درنظر گرفتن قیمت یک صفحه بازتاب فلزی به ابعاد ۲/۱ در ۴/۲ متر، به ۱۰۰ دلار می‌رسد. این یخچال که نه به قطعات متحرک نیاز دارد و نه به الکتریسیته، کافی است تنها چند ساعت در برابر تابش خورشید قرار بگیرد تا یک کیسه بزرگ یخ بسازد. در واقع نکته کلیدی این کار در انرژی مبادله شده به هنگام تبدیل مایعات به بخار و برعکس نهفته است، همان فرایندی که باعث خنک شدن بدن موقع عرق کردن می‌شود. در متداول‌ترین روش یعنی همان روشی که در یخچال‌های خانگی نیز به کار می‌رود، با استفاده از موتور الکتریکی یک ماده خنک کننده برای مثال گاز «فرئون» (Freon) متراکم و به مایع تبدیل می‌شود. زمانی که فشار تولید شده توسط کمپرسور از بین برود، مایع تبخیر می‌شود که این فرایند گرماگیر گرمای مورد نیازش را از محیط خواهد گرفت و به این ترتیب دمای محیط کاهش می‌یابد.
اما در دیگر ماشین‌های سرمایشی مثل چیلرهای جذبی که طرز کارشان مثل یخچال‌های خورشیدی است، به جای استفاده از کمپرسور برای تبدیل ماده خنک کننده از حالت گاز به مایع، از منبع حرارتی استفاده می‌شود. مخلوط آب با برمید لیتیوم یا آمونیاک، دوتا از رایج‌ترین ترکیباتی هستند که به عنوان ماده خنک‌کننده در این نوع ماشین‌های سرمایشی به کار می‌روند. در مورد هر دو ترکیب تا زمانی که گرمای منبع حرارتی اعمال شود، گاز خنک‌کننده جذب می‌شود که در مجموع باعث بالا رفتن دما و فشار خواهد شد. با ادامه افزایش فشار در نهایت ماده خنک‌کننده به حالت مایع در می‌آید. از این جا به بعد روند کار مشابه یخچال فرئونی خواهد بود؛ خاموش شدن منبع حرارتی فشار را کاهش می‌دهد و در نتیجه مایع دوباره به حالت گاز برمی‌گردد و همان اثر خنک‌کنندگی به وجود خواهد آمد. ضریب عملکرد این نوع ماشین‌های سرمایشی جذبی بسته به کیفیت و قیمت‌شان بین ۶/۰ تا ۷/۰ است. به بیان دیگر این ماشین‌ها به ازای هر ۱۰۰ Btu (واحد بریتانیایی گرما) از حرارت ورودی، چیزی بین ۶۰ تا ۷۰ Btu سرما تولید می‌کنند. چنین سطح پایینی از بازده و کارایی با استفاده از چند لوله معمولی، یک سطل آب، مقداری کلرید کلسیم (به عنوان ماده جاذب)، آمونیاک (به عنوان ماده خنک‌کننده) و یک صفحه فلزی صیقلی (به عنوان کلکتور خورشیدی) نیز قابل دستیابی است. در واقع اگر می‌خواهید با استفاده از انرژی خورشیدی ماشین گرمایشی یا سرمایشی بسازید، این روش احتمالا کارآمد‌تر و یقینا ارزان‌تر از آن خواهد بود که ابتدا انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل کنید. تام مانچینی (T.Msncini)،

مدیر برنامه بخش توان خورشیدی در آزمایشگاه‌های ملی سندیا در آمریکا، در این باره می‌گوید: «این روش به خوبی می‌تواند با سیستم‌های فتو ولتائیک رقابت کند، حتی می‌توان گفت که این روش کمی بهتر است.»
برای مثال برای تولید سرمایش یک دستگاه تهویه مطبوع کوچک مثل کولر گازی قابل نصب در قاب پنجره که در ساعت شش هزار Btu سرما تولید می‌کند، با فرض استفاده از یک کلکتور متوسط هشت متر مربعی با فرض بازده ۴۰ درصد کافی خواهد بود. توان سرمایشی سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی چیزی حدود ۳۰ هزار Btu یا اندکی بیشتر است که با استفاده از صفحه کلکتوری به مساحت ۴۰ متر مربع، دست‌یافتنی است، البته در خانه‌های معمولی به ندرت فضای کافی برای چنین توانی وجود دارد. البته تعیین مساحت صفحه کلکتور تا حد زیادی به محل نصب سیستم و میزان تابش خورشید در آنجا بستگی دارد. نصب و راه‌اندازی یخ‌سازهای خورشیدی در مناطق روستایی فاقد شبکه برق این امکان را به اهالی روستا می‌دهد تا بدون نیاز به الکتریسیته، مواد غذایی و دارویی‌شان را در شرایط مناسبی نگهداری کنند. برای مثال در ماه می ‌گذشته سازمان خیریه «هایفر اینترنشنال» سه دستگاه یخ‌ساز را در مناطق دورافتاده کنیا راه‌اندازی کرد. هر یک از این سه دستگاه یخ‌ساز می‌توانند ۱۰۰ لیتر شیر را خنک نگهدارند. انتظار می‌رود دست‌کم ۵۰۰ نفر از کارکنان دو شرکت تعاونی لبنیات بتوانند به‌طور مستقیم از این دستگاه‌ها استفاده کنند. الگوهای سکونت در ساختمان‌ها نیز یکی از عوامل تاثیر‌گذار در طراحی و ساخت سیستم‌های خورشیدی است. برای مثال بیشتر آمریکایی‌ها در طول روز در خانه نیستند. پت هیل (P.Hale)، مدیر فروش کمپانی «سیستم‌های انرژی یازاکی» در تگزاس، در این باره می‌گوید: «ما آنقدری از اوقات روز را که در مراکز اداری و تجاری بسر می‌بریم، در ساختمان‌های مسکونی‌مان نیستیم.» از دیگر مشکلات استفاده از سیستم‌های خورشیدی در مناطق شهری می‌توان به مشکل و هزینه نصب تجهیزات و لوازم این سیستم و به‌‌ویژه صفحه‌های نسبتا بزرگ کلکتور روی بام خانه‌ها و نیز دردسرهای مربوط به دمای بسیار زیاد ناشی از تمرکز نور خورشید روی این کلکتورها اشاره کرد.
اما با وجود مشکلات استفاده از سیستم‌های خورشیدی در مناطق شهری برخی از پیشگامان این صنعت معتقدند که بازار این محصولات در مناطق مسکونی رفته رفته ایجاد خواهد شد. والتر راس (W.Ross)، مدیرعامل شرکت تازه تاسیس Austin Solar AC که در حال حاضر مشغول انجام آزمایش‌های نهایی روی چیلرهای خورشیدی ۳۶ و ۶۰ هزار است، در این باره می‌گوید: «محصولات ما حتی توجه آنهایی که از گاز طبیعی برای گرمایش خانه‌های‌شان استفاده می‌کنند را نیز جلب کرده است. بزرگترین مشکلی که با آن مواجه شده‌ایم، مسئله فضا است؛ بیشتر انجمن‌های همسایگی اجازه نمی‌دهند مشتری‌ها چنین چیزهایی را روی سقف خانه‌های‌شان نصب کنند.» این دو محصول خورشیدی شرکت Austin Solar AC، می‌توانند در تابستان و زمستان سرما و گرمای مورد نیاز یک خانه معمولی را تنها به کمک انرژی خورشیدی فراهم کنند.

 

خواندن 4702 دفعه آخرین ویرایش در سه شنبه, 12 ارديبهشت 1396 ساعت 04:15
Print Friendly
محتوای بیشتر در این بخش: « تولید انرژی پاک تولید آب مقطر »
برای ارسال نظر وارد سایت شوید

درباره ما

مجموعه اهداف تعريف شده در اين ساختار هر يك داراي نقش مستقل و متمايزي بوده كه ايفا آن همانند قطعات يك منظومه يكديگر را كامل و هم افزايي مثبتي را ... ادامه

مطالب ویژه

سرویس ها

خدمات

تماس با ما

آدرس: کیلومتر 5 جاده دیوان دره - سنندج ، نیروگاه برق دیواندره
شماره تماس: 6-38836224
ایمیل: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید
فکس: 38720172 , 38836218
Top
We use cookies to improve our website. By continuing to use this website, you are giving consent to cookies being used. More details…