دراسة عملية لتحسين منظومة التبريد التبخيري باستخدام الطاقة الشمسية

الباحث

هند مكي طارش

المشرف

أحمد صالح - عمار سعدون عبد الزهرة

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الميكانيكية / الهندسة الميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Evaporative cooling;Solar energy;Cooling performance;Air conditioning

تعتبر أنظمة التبريد التبخيري من أهم الأنظمة ذات الاستهلاك المنخفض والصديقة للبيئة ، Cus يتم استخدام الماء كسائل تبريد. ومع ذلك ، فإن مشاكل استخدام هذا النوع من أنظمة التبريد هي قيود استخدامه في الرطوبة العالية. هناك العديد من الطرق المستخدمة لإزالة الرطوبة من الهواء. الطريقة الفعالة هي تجفيف الهواء عن طريق إضافة مادة مجففة كوحدات منفصلة لإزالة الرطوبة أو دمجها مع أنظمة التبريد. في هذه الدراسة ، تم إجراء عمل تجريبي وتم إنشاء وحدة إزالة الرطوبة تتكون من مبادل حراري (أنبوب زعنفة) مغطى بجل السيليكا. المبادل متصل بنظام تبريد تبخيري مباشر ومبادل حراري لاستعادة الحرارة كمرحلة تبريد غير مباشرة. يتم ضخ الماء الموجود في الحوض التبخيري إلى المبادل الحراري للتغلب على الحرارة المنبعثة أثناء إزالة الرطوبة (الامتزاز). تم استخدام الماء الساخن من سخان كهربائي كمحاكاة لمجمع شمسي لتجديد المجفف. تم تركيب الوحدة في الجامعة التكنولوجية في بغداد. تم اختبار ثلاثة تدفقات هواء )0.156 ٠، 0.33 ، 0.48 متر مكعب / ثانية) في مرحلة تزويد الهواء ومرحلة التجديد. تم اختبار ثلاثة تدفقات من الماء الساخن والبارد (0.05 و 0.083 و 0.12 لتر / ثانية) في الدراسة. تمت دراسة تأثيرات الظروف الخارجية من درجات حرارة ورطوبة مختلفة تحاكي ظروف المناطق الحارة والرطبة. تمت دراسة العديد من معاملات التأثيرات ، تأثير معدل تدفق الهواء ، درجة حرارة التجديد ، معدل تدفق الماء الساخن والبارد 2 والوقت اللازم لإكمال الدورة. J peal! على سعة التبريد 2 المعامل الحراري lo النظام ، وفعالية التبريد التبخيري ، ومبادل الحرارة لاستعادة الحرارة ، والمبادل الحراري المغطى بجل السيليكا. ٠ أظهرت النتائج أنه في الظروف الخارجية (درجة حرارة el sell الخارجي 40 درجة مئوية) ، معدل تدفق الهواء 0.48 متر مكعب / ثانية ، ومعدل تدفق الماء البارد والساخن 0.05 لتر / ثانية ودرجة حرارة التجديد 60 درجة مئوية ، أقصى معامل اداء حراري للنظام (,,072©) كان ( 4.16 و 2.69 و 0.6) وقدرة التبريد القصوى (9.6 و 6.86 و 1.38 كيلو وات) ومعدل الامتصاص (12 و 7 و 4 جم / كجم) لنسبة الرطوبة (20 5 15 و10 جم / كجم) على التوالي. ٠ أفضل وقت لتنشيط المادة المجففة هو (7) دقائق عندما يكون معدل تدفق الهواء 0.165 م 3 / ث. ، أدنى درجة حرارة تجهيز للحيز كانت( 23) درجة مئوية عندما كان معدل تدفق الهواء 0.165 م 3 / ث. من النتائج الموضحة أعلاه ، وجد أن نظام التبريد التبخيري يمكن أن يعمل بكفاءة في مناخ حار وعالي الرطوبة.

One of the most important low-consumption and environmentally friendly systems is evaporative cooling systems, where water is used as a cooling fluid. However, the problems of using this type of cooling system are the limitations of using it in the high humidity. There are many ways utilized to remove the moisture from the air. The effective one is to dry the air by adding desiccant substances, as separate dehumidification units or combined with cooling systems. In this study, an experiential work was conducted and a dehumidification unit was constructed consisting of a (fin-tube) heat exchanger covered with silica gel. The exchanger is connected with a direct evaporative cooling system with a heat recovery heat exchanger as an indirect cooling stage. The water in the evaporative basin is pumped into the heat exchanger to overcome the heat released during the removal of moisture (adsorption). Hot water from an electric heater is used as a simulation of a solar collector to regenerate the desiccant. The unit is located at the University of Technology in Baghdad. In the present study three air flows (0.156, 0.33, and 0.48 m3/s) were tested in the air supply stage and regeneration stage. Further, three flows of hot and cold water (0.05, 0.083 and 0.12 l/s) were also tested. The effects of the external conditions were studied for different temperatures and the humidity that simulate the conditions of hot and humid areas. Several influencing parameters have been studied such as the effect of air flow rate, regeneration temperature, hot and cold water flow rate, and time required to complete the cycle. To obtain cooling capacity, the thermal coefficient of performance of the system and the effectiveness of evaporative cooling, heat recovery heat exchanger, and heat exchanger are covered with silica gel. • The results showed that at external conditions (Tair amb.=40 °C), airflow rate 0.48 m3/s, the cold and hot water flow rate 0.05 l/s and regeneration temperature 60 oC, the maximum thermal COP of the system (4.16, 2.69, and 0.6), the maximum cooling capacity (9.6, 6.86 and 1.38 kW) and the absorption rate (12, 7 and 4 g/kg) for the humidity ratio (20, 15 and 10 g/kg) respectively. • At external conditions (Tair amb. = 40 °C, W= 20 g/kg), airflow rate was 0.48 m3/s, the cold water flow rate was 0.05 l/s and the cold water temperature was 27 oC. The effectiveness of heat exchanger covered with silica gel was 53%, evaporative cooler effectiveness was 87% and heat recovery heat exchanger effectiveness was 42 %. • The best time for regeneration is (7) minutes when the air flow rate is 0.165 m3/s. • Minimum temperature space was 23 when air flow rate was 0.165 m3/s. From the results shown above, it was found that the evaporative cooling system can work in a hot and high humidity climate efficiently.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب