سیستمهای حرارتی و برودتی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 18

سیستمهای حرارتی و برودتی

پیشگفتار

از روزگاران قدیم، آب به عنوان مایه حیات و آبادانی مورد توجه انسان بوده است. بسیاری از شهرها در مناطقی احداث شده و شکل گرفته اند که در نزدیکی آنها منابع قابل استحصال آب وجود داشته است. شهرهای متعددی نیز به دلیل خشکسالی و کمبود آب متروک و رها شده اند. با پیشرفت تکنولوژی و سطح رفاه و بهداشت جوامع، وابستگی انسان به آب افزایش یافت به گونه ای که در دهه های اخیر مقدار مصرف سرانه آب به عنوان یک شاخص پیشرفته بودن کشورها مورد استفاده قرار می گیرد. مصارف عمده آب را به چند گروه می توان تقسیم کرد:

- مصارف بهداشتی و آشامیدنی از قبیل شرب، پخت و پز، استحمام، شستشوی البسه و ظروف و ...

- مصارف کشاورزی و فضای سبز

- مصارف صنعتی

- مصارف خدماتی از قبیل سیستم های تهویه مطبوع، آتش نشانی، شستشوی خودرو، شستشوی محوطه و ....

استان خراسان و بویژه شهر مشهد در ایام گذشته به عنوان یک منطقه ییلاقی و خوش آب و هوا مورد توجه مردم کشور بوده است. متاسفانه تغییر شرایط جوی موجب گردیده است مقدار نزولات جوی کاهش یابد و این موضوع سبب پایین رفتن سطح آبهای زیرزمینی شده است به گونه ای که در سالهای اخیر در رسانه ها با بکاربردن واژه هایی چون بحران آب، خشکسالی، کم آبی و .... مردم به صرفه جویی در آب فراخوانده می شوند. در ادامه استراتژی ترغیب مصرف کنندگان به صرفه جویی در ایام پیک مصرف تابستانی گاهی اوقات برنامه های قطع های زمانبندی آب در شهر مشهد به اجرا در می آید.

درمقاله حاضر در مورد مصارف سیستم های تهویه مطبوع که در گروه مصارف خدماتی قرار دارند بحث خواهد شد و تاثیر کم آبی بر انتخاب سیستم سرمایش مورد بررسی قرار می گیرد.

2- مصارف عمده آب در سیستم های تهویه مطبوع

در سیستم های رایج تهویه مطبوع، برجهای خنک کن که در سیستم های سرمایش کاربرد دارند عمده ترین مصرف کننده آب می باشند. بنابراین در این مقاله فقط سیستم های سرمایش مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سیکل های تبرید که اساس کار دستگاه های چیلر هستند به دو دسته اصلی تقسیم می شوند.

1-2- سیکل های تراکم بخار

فرآیند 2-1 فرایند تراکم ایزنتروپیک است که در کمپرسور رخ می دهد و طی آن فشار سیال عامل افزایش می یابد. در طی فرایند 3-2 و در فشار ثابت، حرارت موجود در سیال خروجی از کمپرسور به محیط دفع می شود. فرایند 4-3 نمایانگر فرایند انبساط ایزنتروپیک است که در یک لوله موئین یا شیر انبساط صورت می گیرد و در فرایند 1-4 در اواپراتور یا چیلر، حرارت به سیال عامل منتقل می شود و بدین ترتیب سیکل کامل می گردد. در سیکل تراکمی بخار همواره رابطه زیر برقرار است:

کار خالص انجام شده در کمپرسور- حرارت جذب شده در اواپراتور(چیلر) = دفع حرارت در کندانسور

یا:

QH = QL + W

در سیکل های تبرید در عوض واژه کارایی حرارتی که در سیکلهای حرارتی و توانی کاربرد دارد، از واژه ضریب عملکرد استفاده می شود. این ضریب عبارتست از:

کار ورودی به سیکل / اثر سرمایشی = ضریب عملکرد

COP = QH / Win

تجهیزات تبرید( از قبیل چیلرها، کولرهای گازی، پکیج ها و ...) که دارای کمپرسورهای رفت و برگشتی، گریز از مرکز، و دنده ای یا پیچی هستند همگی در سیکل تبرید تراکم بخار کار می کنند. چیلرهای تراکمی بخار ساخت سازندگان داخلی عموما دارای کمپرسورهای رفت و برگشتی یا کمپرسورهای دنده ای هستند. چون کمپرسورهای دنده ای دارای کارایی بیشتری هستند در بخش های بعد فقط چیلرهای دارای این نوع کمپرسور بررسی و تحلیل می شوند.

2-2- سیکل های تبرید جذبی

از زمان ابداع این سیکل، چیلرهای جذبی گوناگونی ساخته شده است. در چیلرهای جذبی اولیه از آمونیاک به عنوان ماده جاذب استفاده می شد که به علت سمی بودن در سالهای بعد لیتیوم بروماید جایگزین آن شد. در چیلرهای جذبی رایج از لیتیوم بروماید به عنوان جاذب و از آب به عنوان مبرد استفاده می شود. نسل های ابتدایی چیلرهای جذبی از نوع یک مرحله ای یا تک اثره بودند ولی با پیشرفت تکنولوژی و به منظور افزایش کارایی چیلرها، چیلرهای دو مرحله ای یا دو اثره نیز تولید گردیدند. در چیلرهای جذبی در عوض انرژی الکتریکی ای که در سیکل های تبرید تراکم بخار برای به حرکت در آوردن سیال عامل مصرف می شود، از انرژی حرارتی استفاده می شود. این انرژی حرارتی می تواند توسط حرارتهای بازیافت شده، آب گرم، آب داغ، بخار آب، و یا احتراق مستقیم سوخت تامین گردد. چیلرهای جذبی دو مرحله ای شعله مستقیم که در آنها انرژی حاصل از احتراق سوخت بطور مستقیم مورد استفاده قرار می گیرد، در سال های اخیر به دلایل گوناگون از جمله بیشتر بودن ضریب عملکردشان نسبت به سایر گونه های چیلر جذبی مورد استقبال و توجه مهندسین تاسیسات قرار گرفته اند. بهمین دلیل، در ادامه بحث فقط به این نوع چیلر جذبی توجه خواهد شد.

اجزا اصلی چیلرهای جذبی دو مرحله ای عبارتند از: اواپراتور، جذب کننده، مولد با درجه حرارت بالا، مولد با درجه حرارت پایین، کندانسور، جداکننده مایع و بخار، مبدل حرارتی با درجه بالا، مبدل حرارت با درجه حرارت پایین، پمپ محلول با درجه حرارت بالا، پمپ محلول با درجه حرارت پایین، پمپ محلول، و پمپ مبرد، در سیکل ها جذبی نیز کارایی تجهیزات تبرید با ضریبی موسوم به ضریب عملکرد سنجیده می شود. این ضریب عبارتست از:

انرژی حرارتی سوخت مصرفی / اثر سرمایشی = ضریب عملکرد یا COP

3- سیستم ها و تجهیزات دفع حرارت

مقاله درمورد... پمپ های حرارتی سیستم های حرارتی سازگار با محیط زیست

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 38

پمپ های حرارتی - سیستم های حرارتی سازگار با محیط زیست

مقدمه

گرمایش و سرمایش ساختمانها در ایران در پنجاه سال گذشته سیر تکاملی قابل توجهی را طی کرده است . این سیر شامل گرمایش از طریق کرسی با استفاده از خاکه ذغال ، بخاری یا گرم کننده های نفت سوز با دودکش و بخاری های گاز سوز با دودکش برای هر یک از اتاقهای مورد استفاده ساختمان و گرمایش مرکزی با استفادهاز نفت گاز یا گاز طبیعی و بالاخره آب گرم در یک مرکز و گرمایش اتاقهای مورد استفاده به کمک رادیاتور یا فن کویل بوده است .

سیر سرمایش ساختمانها نیز شامل مراحل زیر بوده است . باز گرداندن در و پنجره های ساختمان و اجازه بر قراری جریان هوا در مواقعی که دمای هوای بیرون کمتر از دمای هوای اتاقهاست و یا جریان هوا می تواند به خنک کردن بدن ساکنان ساختمان کمک کند ، استراحت در سایه درختان حیاط در روز ، گذراندن روزهای بسیار گرم در زیر زمین ها و شبها در بالای بامها ، استفاده از بادبزنهای دستی ، استفاده از بادبزنهای برق رومیزی یا سقفی در اتاقها ، استفاده از کولرهای آبی ، استفاده از کولرهای گازی نوع تراکمی برای هر یک از اتاقهای مورد استفاده ،استفاده از سرمایش مرکزی به کمک چیلر های تراکمی و جذبی وتولید آب سرد در یکمرکز و خنک کردن یا سرمایش اتقاهای مورد استفاده به کمک فن کویل .

امروزه تقریباً تمامی ساختمانها گرمایش خود را با استفاده از سوختهای فسیلی و آب یا هوای گرم در اتاقها و سرمایش خود را کمک کولرهای آب و تولید هوای خنک ولی مرطوب تامین می کنند . در ساعاتی از شبانه روز در تابستان که دما و رطوبت نسبی هوا بالاست (و تعداد این ساعات با تغییرات اقلیمی کره زمین در حال افزایش است ) کولرهای آبی قادر به تامین آسایش برودتی ساکنان بسیاری از شهرهای ایران نیستند .از این نظر بسیاری از ساختمانها ، بویژه برجها ، از دستگاههای تبرید تراکمی و یا جذبی برای تولید برودت در تابستان استفاده می کنند .

بسیاری از شرکتهای تاسیساتی اقدام به ساخت دستگاههای تبرید جذبی - با استفاده از گاز طبیعی موجود در شهرها - در ظرفیتهای پایین برای آپارتمانها کرده اند . این اقدام که سوزاندن گاز را در طول سال در شهرها افزایش میدهد باعث افزایش آلودگی محیط زیست می شود . به علاوه دستگاههای تبرید جذبی در مقایسه با انواع تراکمی ، دارای ضریب کارایی بسیار پایین تری هستند و برای تولید مقدار معینی برودت ، ارنژی بیشتری نسبت به سیستم ها یتبرید تراکمی مصرف می کنند و چنانچه کندانسور آنها با آب خنک می شود نیاز به آب بیشتری در برج خنک کن دارند که در کشور کم آبی مانند ایران این موضوع مسائل مربوط به مصرف زیاد آب را به همراه دارد .

استفاده از پمپ های حرارتی برای سرمایش و گرمایش ساختمانها

با استفاده از پمپ های حرارتی نوع تراکمی می توان برودت مورد نیاز را در زمستان تامین و از آلوده تر شدن محیط زیست نیز جلوگیری کرد . استفاده از پمپ های حرارتی را می توان مدرت ترین و از نظر حفاظت محیط زیست بهترین روش برای تامین نیاز برودتی و حرارتی ساختمانها دانست . در ارتباط با اثرات زیست محیطی استفاده از پمپ های حرارتی می توان گفت که با جایگزین سوختهای فسیلی با برق ، مصرف سوختهای فسیلی در شهرها و آلودگی هوا (که به خصوص در زمستانها به دلیل وارانگی هوا به حد بحرانی خود می رسد )کاهش می یابد.

بررسی مختصر کارایی پمپ های حرارتی از نوع تراکمی

پمپ حرارتی یک دستگاه تبرید است که از حرارت دفع شده در کندانسور برای گرمایش ساختمان استفاده می کند و این عمل ازمنبع دمای پایین و انتقال حرارت به منبع دمای بالا انجام می شود . طرح پمپ حرارتی دفع شده در کندانسور را برای گرمایش ساختمان امکان پذیر کند و این در حالی است که همین سیستم از برودت تولید شده در اوپراتور برای خنک کردن ساختمان در تابستان استفاده می کند . لازم است اضافه شود که در بعضی از کاربردهای خاص ، پمپ حرارتی ممکن است بتواند به طور همزمان سرمایش و گرمایش مورد نیاز قسمتهای مختلف یک ساختمان را تامین کند.

منابع انرژی در پمپ های حرارتی ، منابع حرارتی ای هستند که پمپ حرارتی می تواند انرژی حرارتی مورد نیاز اوپراتور خود را از انها بگیرد. پمپ های حرارتی می تواند از منابع حرارتی مختلف مانند هوا ، آبهای جاری ، انرژی خورشیدی و حتی آب دور ریخته شده در هنگام استحمام و

مقاله درمورد... فرآورده‌های عایق‌کاری حرارتی جدید

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

فرآورده‌های عایق‌کاری حرارتی جدید

هدف از عایق‌کاری حرارتی، کاهش گرمای انتقال یافته یا به حداقل رساندن اثرات شیوه‌های جداگانه انتقال حرارت است و فرآورده های جدید سعی در تحقق بهتر این هدف دارد چندی پیش دوره‌های تخصصی آموزش آشنایی با مصالح ساختمانی جدید در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن برای گروهی از متخصصان و دست‌اندرکاران امر ساختمان برگزار شد.بخشی از این دوره آموزشی به فرآورده‌های عایق‌کاری حرارتی جدید در ساختمان اختصاص داشت که سهراب ویسه و ناهید خدابنده در این دوره‌های آموزشی به ارایه این مباحث و معرفی عایق های حرارتی جدید پرداختند. شرح این مباحث در پی می آید. اگر عایق به درستی نصب شود، انتقال گرما که از طریق جدارهای ساختمان انجام می‌شود کاهش می‌یابد. هدف از عایق‌کاری حرارتی، کاهش گرمای انتقال یافته یا به حداقل رساندن اثرات شیوه‌های جداگانه انتقال حرارت است. برای مثال عایق پتویی پشم شیشه یا یک تخته صلب پلی استایرن که فضای خالی دیوار دو جداره را پر می‌کند، انتقال حرارت را با تبدیل فضای خالی به تعداد زیادی فضاهای هوایی بسیار کوچک کم می‌کند. فضاهای هوایی کوچک حرکت هوا را کاهش داده و جریان همرفت را به حداقل می‌رساند تا از توان عایق‌کاری هوای ساکن استفاده شود. به طور کلی اثربخشی یک فرآورده‌ عایق‌کاری حرارتی به نوع مصالح و در نتیجه ضریب هدایت حرارتی، چگالی و ضخامت آن بستگی دارد. این موارد باید همراه با سایر مشخصات لازم از جمله شماره استاندارد ویژگی فرآورده‌ مربوط، مقاومت‌های مکانیکی و خواص انتقال بخار آب روی برچسب فرآورده‌ عایق‌کاری حرارتی ثبت شود. چند نوع عایق حرارتی تجاری برای دستیابی به مقاومت حرارتی مورد نیاز در دسترس است. انواع اصلی عایق‌های موجود در کشور پشم شیشه، پشم سنگ، پشم سرباره، پلی استایرن منبسط، فوم پلی یورتان صلب و فرآورده‌های پرلیت منبسط است. سایر عایق‌های رایج در کشورهای صنعتی عبارتند از: فرآورده‌های فوم فنولیک، فرآورده‌های پشم و الیاف چوب، فرآورده‌های پشم و پنبه و فرآورده‌های شیشه سلولی. در استاندارد اروپا (EN) برای فرآورده‌های عایقکاری زیر استاندارد ویژگی جداگانه وجود دارد: فرآورده‌های پشم معدنی مصنوعی، فرآورده‌های پلی استایرن منبسط ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم پلی استایرن اکسترود شده ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم پلی یورتان صلب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم فنولیک ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پشم چوب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پرلیت منبسط ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های الیاف چوب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پشم پنبه ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های شیشه سلولی ساخته شده در کارخانه انواع مصالح و فرآورده‌ عایق حرارتی شرح داده شده در زیر به عنوان جایگزین برای انواع متداول آنها مطرح شده است: پشم شیشه جدید بعضی از تولیدکنندگان اخیرا فرآورده‌های عایقکاری نوار پشم شیشه با چگالی متوسط و زیاد تولید می‌کنند که مقاومت حرارتی آنها قدری بیشتر از انواع قدیمی است. فرآورده‌های سنگین‌تر برای قسمت‌های عایقکاری با فضای خالی محدود مورد نظرند. یکی از تولیدکنندگان، یک محصول عایق الیافی غیرسنتی را بازاریابی می‌کند. این محصول ترکیبی از دو نوع شیشه است که با هم ذوب می‌شوند. همان طور که دو ماده در طی تولید سرد می‌شوند پیچ و تاب‌های اتفاقی مواد را به وجود می‌آورند. این باعث می‌شود که مواد، تحریک پوستی کمتری ایجاد کند. این محصول نیازی به چسباننده شیمیایی برای چسباندن الیاف به هم ندارد. همچنین در یک روکش استوانه‌ای پلاستیکی سوراخ‌دار عرضه می‌شود که حمل و نقل را آسان می‌سازد. انواع مختلفی از پشم شیشه فله‌ای نیز وجود دارد که برای استفاده با دستگاه‌های دمنده عایق در نظر گرفته شده‌اند. بعضی تولیدکنندگان ادعا می‌کنند که مواد بازیافتی بیشتری به کار می‌برند تا بتوانند در رقابت با تولید‌کنندگان دیگر پیشی گیرند. با این وجود، همه آنها عملکرد حرارتی مشابهی دارند. یکی از انواع اصلی «در پتو دمیده» نام دارد. این شبیه به نوع سلولزی «اسپری _ تر» است که در آن ماده با یک چسبنده لاتکس مخلوط می‌شود، با آب کمی‌ تر می‌شود تا چسب فعال شود. سپس آن را به داخل فضای خالی می‌دمند، آزمایش‌ها نشان داده‌اند که دیوارهای عایقکاری شده با سیستم BIB بسیار بهتر از انواع عایق پشم شیشه (مانند عایق‌نواری) پر می‌شوند. پشم معدنی واژه پشم معدنی به سه نوع عایق که از اساس یکسان‌اند، گفته می‌شود: پشم شیشه یا فایبرگلاس که از شیشه بازیافتی ساخته می‌شود پشم سنگ که از بازالت که نوعی سنگ آذرین است به دست می‌آید و پشم سرباره که از سرباره ذوب آهن ساخته می‌شود. بیشتر پشم معدنی تولید شده در ایالات متحده پشم سرباره است. اکثر پشم‌های معدنی شکننده و سست هستند. پشم معدنی نیازی به استفاده از مواد شیمیایی اضافی برای آن که در برابر آتش مقاوم شود، ندارد. اخیرا یک شرکت کانادایی شروع به تولید یک محصول معدنی نوع نواری نرم‌تر کرده است. این محصول سنگین‌تر است و با استاندارد دیوار دو جداره مطابقت بیشتری دارد. اتلاف حرارتی همرفت هوا در آن تا حدی کمتر از فرآورده‌های نواری پشم شیشه متداول است. مقاومت حرارتی آن با عایق سلولزی اسپری شده یا نوارهای پشم شیشه با چگالی زیاد قابل مقایسه است. فوم سیمانی ایرکرته یک عایق سیمانی (بر پایه سیمانی) سیلیکات منیزیم است که به صورت فوم در می‌آید و به داخل فضاهای خالی بسته

مقاله درمورد... سیستمهای حرارتی و برودتی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 18

سیستمهای حرارتی و برودتی

پیشگفتار

از روزگاران قدیم، آب به عنوان مایه حیات و آبادانی مورد توجه انسان بوده است. بسیاری از شهرها در مناطقی احداث شده و شکل گرفته اند که در نزدیکی آنها منابع قابل استحصال آب وجود داشته است. شهرهای متعددی نیز به دلیل خشکسالی و کمبود آب متروک و رها شده اند. با پیشرفت تکنولوژی و سطح رفاه و بهداشت جوامع، وابستگی انسان به آب افزایش یافت به گونه ای که در دهه های اخیر مقدار مصرف سرانه آب به عنوان یک شاخص پیشرفته بودن کشورها مورد استفاده قرار می گیرد. مصارف عمده آب را به چند گروه می توان تقسیم کرد:

- مصارف بهداشتی و آشامیدنی از قبیل شرب، پخت و پز، استحمام، شستشوی البسه و ظروف و ...

- مصارف کشاورزی و فضای سبز

- مصارف صنعتی

- مصارف خدماتی از قبیل سیستم های تهویه مطبوع، آتش نشانی، شستشوی خودرو، شستشوی محوطه و ....

استان خراسان و بویژه شهر مشهد در ایام گذشته به عنوان یک منطقه ییلاقی و خوش آب و هوا مورد توجه مردم کشور بوده است. متاسفانه تغییر شرایط جوی موجب گردیده است مقدار نزولات جوی کاهش یابد و این موضوع سبب پایین رفتن سطح آبهای زیرزمینی شده است به گونه ای که در سالهای اخیر در رسانه ها با بکاربردن واژه هایی چون بحران آب، خشکسالی، کم آبی و .... مردم به صرفه جویی در آب فراخوانده می شوند. در ادامه استراتژی ترغیب مصرف کنندگان به صرفه جویی در ایام پیک مصرف تابستانی گاهی اوقات برنامه های قطع های زمانبندی آب در شهر مشهد به اجرا در می آید.

درمقاله حاضر در مورد مصارف سیستم های تهویه مطبوع که در گروه مصارف خدماتی قرار دارند بحث خواهد شد و تاثیر کم آبی بر انتخاب سیستم سرمایش مورد بررسی قرار می گیرد.

2- مصارف عمده آب در سیستم های تهویه مطبوع

در سیستم های رایج تهویه مطبوع، برجهای خنک کن که در سیستم های سرمایش کاربرد دارند عمده ترین مصرف کننده آب می باشند. بنابراین در این مقاله فقط سیستم های سرمایش مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سیکل های تبرید که اساس کار دستگاه های چیلر هستند به دو دسته اصلی تقسیم می شوند.

1-2- سیکل های تراکم بخار

فرآیند 2-1 فرایند تراکم ایزنتروپیک است که در کمپرسور رخ می دهد و طی آن فشار سیال عامل افزایش می یابد. در طی فرایند 3-2 و در فشار ثابت، حرارت موجود در سیال خروجی از کمپرسور به محیط دفع می شود. فرایند 4-3 نمایانگر فرایند انبساط ایزنتروپیک است که در یک لوله موئین یا شیر انبساط صورت می گیرد و در فرایند 1-4 در اواپراتور یا چیلر، حرارت به سیال عامل منتقل می شود و بدین ترتیب سیکل کامل می گردد. در سیکل تراکمی بخار همواره رابطه زیر برقرار است:

کار خالص انجام شده در کمپرسور- حرارت جذب شده در اواپراتور(چیلر) = دفع حرارت در کندانسور

یا:

QH = QL + W

در سیکل های تبرید در عوض واژه کارایی حرارتی که در سیکلهای حرارتی و توانی کاربرد دارد، از واژه ضریب عملکرد استفاده می شود. این ضریب عبارتست از:

کار ورودی به سیکل / اثر سرمایشی = ضریب عملکرد

COP = QH / Win

تجهیزات تبرید( از قبیل چیلرها، کولرهای گازی، پکیج ها و ...) که دارای کمپرسورهای رفت و برگشتی، گریز از مرکز، و دنده ای یا پیچی هستند همگی در سیکل تبرید تراکم بخار کار می کنند. چیلرهای تراکمی بخار ساخت سازندگان داخلی عموما دارای کمپرسورهای رفت و برگشتی یا کمپرسورهای دنده ای هستند. چون کمپرسورهای دنده ای دارای کارایی بیشتری هستند در بخش های بعد فقط چیلرهای دارای این نوع کمپرسور بررسی و تحلیل می شوند.

2-2- سیکل های تبرید جذبی

از زمان ابداع این سیکل، چیلرهای جذبی گوناگونی ساخته شده است. در چیلرهای جذبی اولیه از آمونیاک به عنوان ماده جاذب استفاده می شد که به علت سمی بودن در سالهای بعد لیتیوم بروماید جایگزین آن شد. در چیلرهای جذبی رایج از لیتیوم بروماید به عنوان جاذب و از آب به عنوان مبرد استفاده می شود. نسل های ابتدایی چیلرهای جذبی از نوع یک مرحله ای یا تک اثره بودند ولی با پیشرفت تکنولوژی و به منظور افزایش کارایی چیلرها، چیلرهای دو مرحله ای یا دو اثره نیز تولید گردیدند. در چیلرهای جذبی در عوض انرژی الکتریکی ای که در سیکل های تبرید تراکم بخار برای به حرکت در آوردن سیال عامل مصرف می شود، از انرژی حرارتی استفاده می شود. این انرژی حرارتی می تواند توسط حرارتهای بازیافت شده، آب گرم، آب داغ، بخار آب، و یا احتراق مستقیم سوخت تامین گردد. چیلرهای جذبی دو مرحله ای شعله مستقیم که در آنها انرژی حاصل از احتراق سوخت بطور مستقیم مورد استفاده قرار می گیرد، در سال های اخیر به دلایل گوناگون از جمله بیشتر بودن ضریب عملکردشان نسبت به سایر گونه های چیلر جذبی مورد استقبال و توجه مهندسین تاسیسات قرار گرفته اند. بهمین دلیل، در ادامه بحث فقط به این نوع چیلر جذبی توجه خواهد شد.

اجزا اصلی چیلرهای جذبی دو مرحله ای عبارتند از: اواپراتور، جذب کننده، مولد با درجه حرارت بالا، مولد با درجه حرارت پایین، کندانسور، جداکننده مایع و بخار، مبدل حرارتی با درجه بالا، مبدل حرارت با درجه حرارت پایین، پمپ محلول با درجه حرارت بالا، پمپ محلول با درجه حرارت پایین، پمپ محلول، و پمپ مبرد، در سیکل ها جذبی نیز کارایی تجهیزات تبرید با ضریبی موسوم به ضریب عملکرد سنجیده می شود. این ضریب عبارتست از:

انرژی حرارتی سوخت مصرفی / اثر سرمایشی = ضریب عملکرد یا COP

3- سیستم ها و تجهیزات دفع حرارت

مقاله. پیل حرارتی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

پیل حرارتی

مقدمه

پیلهای حرارتی مهمترین جزء باتری حرارتی به شمار می‌آیند. باتریهای حرارتی ، باتریهایی هستند که بخاطر دارا بودن یک سری ویژگیهای منحصر به فرد ، برای استفاده در اهداف نظامی کاملا مناسب می‌باشند. در این مقاله پیلهای حرارتی معرفی و طبقه بندی می‌شوند. سپس اجزای پیلهای حرارتی شامل آند ، کاتد و الکترولیت این پیلها و مواد تشکیل دهنده آنها معرفی می‌شود. باتری حرارتی یک منبع تولید کننده جریان الکتریکی است که به علت دارا بودن چگالی جریان بالا و قابلیت اطمینان زیاد و عمر طولانی ، به منظور تأمین جریان الکتریکی مورد نیاز در سلاحهای نظامی بکار می‌روند. این جریان الکتریکی بوسیله تعدادی پیل تولید می‌شود. بر حسب اینکه جریان مصرفی مورد نیاز چقدر باشد، تعداد پیلها ، نحو ه آرایش آنها به صورت سری یا موازی و نیز ابعاد الکترودها متفاوت خواهد بود. ساختمان پیل

هر پیل از سه بخش اصلی و سه بخش فرعی تشکیل شده است. اجزای اصلی عبارتند از: کاتد (قطب منفی) ، الکترولیت و آند (قطب مثبت). اجزای فرعی نیز عبارتند از جمع کننده جریان قطب مثبت ، جمع کننده جریان قطب منفی و منابع گرمایی. برخلاف سایر پیلهای شیمیایی که دارای الکترولیت مایع هستند، در پیلهای حرارتی ، الکترولیت در دمای محیط ، جامد و غیر هادی است، لذا در شرایط معمولی پیل غیر فعال خواهد بود. اما زمانی که الکترولیت به صورت مذاب در آید، یونیزه می‌شود و هدایت الکتریکی بسیار زیادی پیدا می‌کند. ابن عامل باعث می‌شود تا واکنش الکتروشیمیایی بین آند و کاتد برقرار شود و جریان الکتریکی در پیل تولید گردد. این جریان توسط جمع کننده‌ها انتقال می‌یابد. الکترولیت زمانی به صورت مذاب در می‌آید که تا دمایی بالاتر از نقطه ذوبش گرم شود. این گرما از طریق منابع گرمایی موجود در لابلای پیلها تأمین می‌شود.

طبقه بندی پیلهای حرارتی

پیلهای حرارتی انواع گوناگونی دارند؛ اما می‌توان بطور کلی آنها را به دو دسته پیلهای لیتیومی و پیلهای کلسیومی تقسیم نمود. طیف گسترده‌ای از مواد به منظور ساخت اجزای پیل مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ ولی نحوه انتخاب آنها باید به گونه‌ای باشد که بتواند بر حسب نیاز ، بهترین سطح ولتاژ و جریان را تأمین نماید. در پیلهای لیتیومی از لیتیم و ترکیبات آن و در پیلهای کلسیومی از کلسیم و ترکیبات آن برای ساخت قطعات اصلی پیل استفاده می‌گردد. محدوده ولتاژ قابل تأمین توسط هر پیل در حدود 1.5 تا 3.5 ولت است.

پیلهای لیتیومی

آند

در این پیلها ابتدا از لیتیوم خالص به عنوان آند استفاده می‌شد؛ اما استفاده از این ماده مشکلاتی را به همراه داشت. لیتیوم خالص بیش از اندازه فعال است و کار کردن با آن آسان نیست. از طرفی دارای نقطه ذوب پایینی است و در دمای 181 درجه سانتیگراد ذوب می‌شود. در نتیجه در درجه حرارت عملکرد پیل ، به صورت مذاب در می‌آمد و می‌تواند به سمت بیرون نشت پیدا کرده و باعث اتصال کوتاه شدن پیل می‌گردید. به همین دلیل مجبور بودند لیتیوم مذاب را بوسیله یک قطعه اسفنجی مهار نمایند که این کار نیز مشکلاتی را به همراه داشت. لذا دیگر از لیتیوم خالص برای اند استفاده نمی شود، بلکه از آلیاژهای لیتیوم مانند لیتیوم- آلومینیوم و لیتیوم - سیلسیوم برای این منظور استفاده می‌شود. این کار مزایای زیادی دارد: از جمله اینکه نقطه ذوب را افزایش می‌دهد. به گونه‌ای که در درجه حرارت عملکرد پیل ، آند می‌تواند پایداری حرارتی خود را حفظ نماید. از سوی دیگر ساخت و کاربردی کردن آن آسانتر است.بر طبق نمودار فازی لیتیوم - سیلیسیوم ، با افزایش درصد سیلیسیم در آلیاژ ، نقطه ذوب ترکیب حاصل افزایش می‌یابد. بهترین حالت به ازای ترکیب 33 درصد لیتیوم و 67 درصد سیلیسیوم بدست می‌آید که دارای نقطه ذوب 760 درجه است. اما از آنجا که مقدار لیتیوم موجود در این ترکیب کم ایست. برای استفاده به عنوان آند چندان مناسب نیست. برطبق نمودار ، ترکیب 44 درصد لیتیوم و 56 درصد سیلیسیوم مناسبترین آند است؛ چرا که دارای نقطه ذوب 730 درجه است و میزان فعالیت آن نیز به اندازه کافی می‌باشد.

الکترولیت

بطور معمول از نمکهای هالیدی فلزات قلیایی برای ساخت الکترولیت استفاده می‌شود. این کار بخاطر قابلیت هدایت الکتریکی بسیار بالای این نمکها در حالت مذاب است. نقطه ذوب هر یک از این نمکها بالاست. در صورتی که الکترولیت باید دارای نقطه ذوب به نسبت پایینی باشد تا تأمین گرمای لازم برای رسیدن به نقطه ذوب آسان باشد. به همین دلیل از ترکیب یوتکتیک دوگانه یا سه گانه این نمکها استفاده می‌شود. ترکیب یوتکتیک به ترکیبی گفته می‌شود که کمینه نقطه ذوب را به ازای درصد معینی از اجزای تشکیل دهنده‌اش دارا باشد. در پیلهای حرارتی بطور معمول از ترکیب یوتکتیک کلریدهای لیتیوم و پتاسیم به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. نقطه ذوب هر یک از این دو ماده به ترتیب 614 و 790 درجه سانتیگراد است. در حالی که نقطه ذوب ترکیب یوتکتیک آنها برابر با 352 درجه سانتیگراد است.در درجه حرارت عملکرد پیل ، الکترولیت به صورت مذاب در می‌آید و ممکن است به بیرون نشت پیدا کند و از آنجا که هادی است، می‌تواند باعث اتصال کوتاه پیل گردد. به منظور جلوگیری از این پدیده ، مقدار معینی از ماده‌ای که نقطه ذوب بالایی داشته و از لحاظ شیمیایی نیز با اجزای پیل سازگار باشد را بدان می‌افزایند. بطور معمول از