آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  مکانیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

مقاله فنی در رابطه با آزمایش یخچال جذبی خورشیدی در مراکش

چکیده

برای کشورهایی با پتانسیل انرژی خورشیدی بالا، تولید سرما با استفاده از انرژی خورشیدی راهی مطمئن برای توسعه پایدار است زیرا انرژی استفاده شده رایگان بوده و آسیبی به محیط زیست نمی‌رساند.

این مقاله یک یخچال جذبی خورشیدی با استفاده از زوج کربن فعال شده- متانول را  پیشنهاد می‌کند که بطور کامل ساخته شده و تحت تست های آزمایشگاهی در لابراتوار خورشیدی مجتمع علوم رباط، پایتخت مراکش با آب و هوای مدیترانه ای قرار دارد.

یخچال جذبی خورشیدی اساسا از یک کلکتور شامل جاذب، یک اواپراتور و یک کندانسور تشکیل شده است. نتایج نشان دادن که یخچال عملکرد خوبی را در رباط دارد. این مجموعه حتی در روزهای بارانی و ابری نیز قادر به تولید سرما بود و برای روزهایی که تشعشع ورودی بسیار بالا بود، دما به زیر۱۱- درجه سانتیگراد نیز رسید. ضریب عملکرد خورشیدی (نسبت انرژی سرمایشی به انرژی خورشیدی) برای تشعشع ورودی بین ۱۲۰۰۰ و ۲۸۰۰۰ و دمای متوسط جوی حدود ۲۰ درجه سانتیگراد بین %۵ تا %۸ متغیر می‌باشد.

کلمات کلیدی : کربن فعال شده، متانول، جذب، انرژی خورشیدی، تبرید، نتایج آزمایشگاهی

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

۱- مقدمه

در مراکش (یک کشور در حال توسعه) جمعیت روستایی اغلب در نواحی دور از شبکه برق زندگی می‌کنند. هم اکنون نیاز آنها به سرمایش بویژه برای غذا و نگهداری محصولات دارویی رو به فزونی نهاده است. یک یخچال خورشیدی می‌تواند برای نگهداری هر نوع ماده غذایی فاسد شدنی و نیز برای ذخیره غذای تهیه شده در فصول خشک مورد استفاده قرار گیرد. در بخش ماهیگیری، نواحی ماهیگیری بطور کلی فاقد منبع تامین الکتریسیته بوده و سرمایش یکی از ابتدایی ترین نیازها برای ممانعت از بین رفتن مقادیر قابل توجهی ماهی در سال می‌باشد.

با استفاده از خواص برخی از جامدات برای جذب برخی از گازها در دمای پایین و آزاد نمودن آنها در دمای بالا می‌توان یک چرخه ترمودینامیکی را برای تولید سرما ایجاد نمود. انرژی حرارتی می‌تواند از خورشید باشد زیرا بخوبی با تناوبی بودن سیکل سازگار شده است. واحد تبرید با استفاده از چرخه متناوبی از یک زوج جامد-سیال، متشکل از یک کلکتور، یک کندانسور و یک اواپراتور می‌باشد. سیستم تبرید دارای مزایای فراوانی از جمله (۱) سادگی فرآیند و استقلال کلی مجموعه در هنگام تولید سرما و (۲) سازگاری با محیط زیست می‌باشد زیرا از انرژی خورشیدی استفاده نموده و با سیالی متفاوت از کلروفلئوروکربن[۱] کار می‌کند.

امروزه از واحد تبرید می‌توان برای بهبود شرایط زندگی در مناطق روستایی کشورهای در حال توسعه که دسترسی به برق شبکه برای استفاده نمودن از یخچال های مرسوم را ندارند استفاده نمود.

واحدهای سرمایش جذبی خورشیدی بطور گسترده در اواخر دهه ۷۰ میلادی مورد مطالعه قرار گرفتند و طرح های اولیه با استفاده از چهار زوج متداول رو به رشد نهادند :

• کربن فعال شده- متانول

• زئولیت-آب

• سیلیکا ژل-آب

• کربن فعال شده- آمونیاک

عملکرد این واحدهای تبرید جذبی نشان داد که نحوه کارکرد آنها بسیار مرتبط با شرایط آب و هوایی (دمای جوی و میزان تشعشع خورشیدی) محل نصب آنها می‌باشد.

این مقاله یک یخچال جذبی خورشیدی با استفاده از زوج کربن فعال شده-متانول را  پیشنهاد می‌کند که بطور کامل ساخته شده و تحت تست های آزمایشگاهی در لابراتوار خورشیدی مجتمع علوم رباط، پایتخت مراکش با آب و هوای مدیترانه ای قرار دارد.

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

۲- تشریح سیکل جذبی تبرید

سیکل جذبی پایه برای تبرید متشکل از چهار فرایند است که در شکل (۱) نشان داده شده اند.

در اولین فرایند A-B، جاذب توسط انرژی خورشیدی حرارت داده می‌شود تا فشار به حدی رسد که قادر به دفع مبرد باشد (حالت B). طی فرایند B-C اضافه نمودن حرارت از طریق انرژی خورشیدی منجر به دفع بخار مبرد (که در کندانسور هوایی تقطیر می‌شود) می‌گردد. در حالت C هنگامی‌که جاذب به حداکثر دمایش می‌رسد تشعشع خورشیدی شروع به کاهش می‌کند. کلکتور از کندانسور جدا شده و دمایش کاهش می‌یابد. خنک شدن جاذب سبب افت فشار در کلکتور می‌شود (فرایند C-D). در این هنگام مبرد مایع به اواپراتور منتقل می‌شود. هنگامی‌که فشار به مقدار فشار در دمای اواپراتور می‌رسد، کلکتور به اواپراتور متصل می‌شود (حالتD ). جاذب به کاهش دمایش ادامه می‌دهد و مبرد مایع را پمپ می‌کند، که سبب تبخیر و جذب حرارت از اواپراتور (فرایند D-A) و تولید سرما درون محفظه می‌گردد. از آنجا که فرایند تبخیر-سرمایش تنها در هنگام شب رخ می‌دهد چرخه متناوب نامیده می‌شود.

[۱] chloro fluoro carbon (CFC)

۲-۱ کلکتور صفحه ای تخت

کلکتور ساخته شده از صفحات مسی با ضخامت ، لوله ای موازی با جوانب ۸۵ سانتیمتر و پهنای ۶ سانتیمتر می‌باشد. کلکتور شامل  کربن فعال شده میکرو متخلخل است که بین ۱۳ فین (با طول ۸۵ سانتیمتر و بزرگی ۵ سانتیمتر) که سبب انتقال حرارت مناسب در جاذب می‌شوند پخش شده اند. شبکه ای از فولاد ضد زنگ جهت ایجاد یک فضای خالی ۱ سانتیمتری بین صفحه پشتی کلکتور و کربن فعال شده برای انتقال بخار مبرد در هنگام دفع استفاده شده است. به منظور بهبود جذب خورشیدی، کلکتور با روکشی مناسب رنگ آمیزی شده و با پوششی شفاف صیقلی شده است.

۲-۲ کندانسور هوایی

کندانسور ساخته شده از لوله مسی با قطر  و ضخامت  دارای حجم  می‌باشد. جهت سهولت خنک کاری ۳۸۰ فین استفاده شده اند و دارای سطح تبادل  با هوای اطراف می‌باشند.

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

۳- اواپراتور و محفظه سرد

واحد دریافت کننده-اواپراتور از یک لوله مسی با ضخامت  و قطر  ساخته شده است. این واحد دارای سطح تبادل  بوده و با در نظر گرفتن متانول به گردش در آمده، سطح تبادل با محیط و فضای آزادی که باید در اواپراتور جهت سهولت تبخیر متانول باقی بماند طراحی شده است. اواپراتور درون یک محفظه سرد قرار داده شده است. در طول فاز جذب چرخه، اواپراتور هوای اتمسفری درون محفظه را خنک می‌کند.

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

۴- مجموعه وسایل و ابزارها

لوله های فلزی انعطاف پذیر برای اتصال بین کلکتور، اواپراتور و کندانسور استفاده شده اند. به دلایل آزمایشگاهی یک تبدیل کننده فشار باراترون[۱] امکان اندازه گیری فشار بخار متانول هنگام عملکرد واحد را فراهم می‌کند. شیرهای دستی برای انفصال المان ها از یکدیگر استفاده شده اند. ترموکوپل های نوع [۲]k دمای کلکتور وجوه جلو و عقب، کندانسور، اوپراتور و محفظه سرد را اندازه گیری می‌کنند.

[۱] MKS Baratron (type 626 A) pressure transducer

[۲] k-type thermocouples

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

۵– شرایط آب و هوایی

تست واحد در رباط، یکی از شهرهای ساحلی مراکش با آب و هوای گرم و مرطوب صورت پذیرفت. جدول (۱) مشخصات آماری تشعشع ورودی کلی روزانه دریافت شده بوسیله یک سطح نوسانی ۳۴ درجه و متوسط دمای جوی روزانه برای یک ساله نمونه در رباط را ارائه می‌دهد. این جدول نشان می‌دهد که تشعشع ورودی دارای مقدار متوسطی حدود  و دمای متوسط جوی کمتر از ۲۵ درجه سانتیگراد می‌باشد، مقداری که به ندرت در یک آب و هوای مدیترانه ای از آن تجاوز می‌شود.

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

۶- نتایج آزمایشگاهی

۱-۶ نتایج نمونه

شکل (۴) نتایج اندازه گیری ها برای سه روز نمونه : یک روز صاف و آفتابی (۴ آوریل ۲۰۰۴)، یک روز آفتابی با کمی‌ابر (۷ آوریل ۲۰۰۴) و یک روز ابری (۸ آوریل ۲۰۰۴) را نشان می‌دهد. این شکل نشان می‌دهد که نوسانات جزئی فشار تابع تشعشع ورودی می‌باشد. هنگامی‌که تشعشع وروردی خوب است (بیش از مقدار متوسط  در رباط) دمای سطح جلویی کلکتور می‌تواند به مقادیری بیش از ۹۰ درجه سانتیگراد برسد.

۶-۲ ضریب عملکرد یخچال

جهت ارائه نتایج اندازه گیری ها و محاسبات، فاصله روزهای ۲ تا ۱۵ آوریل را مورد بررسی قرار می‌دهیم. جدول (۲) نشان می‌دهد که در روزهایی که تشعشع ورودی مناسب است دمای اواپراتور همواره کمتر از  بوده و واحد حتی در روزهای ابری و بارانی نیز سرما تولید می‌کند.

۶-۳ جرم جذب شده

مقدار جرم جذب شده  توسط کربن فعال شده در هر سیکل بسیار حائز اهمیت است زیرا هنگام جذب است که فرایند سرمایش رخ می‌دهد. آگاهی از  امکان تخمین عملکرد یخچال را فراهم می‌کند. با آگاهی از تاثیر دمای متوسط هوای جوی روزانه T بر عملکرد یخچال، وجود رابطه ای بین T،  و تشعشع ورودی خورشیدی E انتظار می‌رود. معمولا بیان این رابطه به فرم ریاضی با تعیین معادله ای بین متغیرهای مرتبط مطلوب است.

آزمایش یخچال جذبی خورشیدی

۷- نتیجه گیری

یخچال جذبی خورشیدی مورد بررسی در این مقاله بطور کلی در لابراتوار خورشیدی مجتمع علوم رباط تست و آزمایش شده است. نتایج نشان دادند که این سیستم عمکلرد مناسبی را در آب و هوای مدیترانه ای دارا می‌باشد.

محفظه سرد در معرض شرایط آب و هوایی (تشعشع ورودی خورشیدی، باد و هوای جوی) قرار گرفته است، دقت فراوان در عایقکاری حرارتی محفظه ضروری است. از طریق اندازه گیری های آزمایشگاهی رابطه ای بین تشعشع ورودی خورشیدی کلی روزانه، متوسط دمای هوای جوی و مقدار جرم مبرد جذب شده بدست آمد. از این رابطه می‌توان برای پیشبینی عملکرد این یخچال در شرایط آب و هوایی دیگر استفاده نمود.