سیستم جذبی ذخیره سرما تبرید دوردست – 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.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۲۸
کد مقاله
MEC28
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
سیستم جذبی برای ذخیره سرما و تبرید در فواصل از راه دور
نام انگلیسی
Resorption system for cold storage and long-distance refrigeration
تعداد صفحه به فارسی
۳۵
تعداد صفحه به انگلیسی
۹
کلمات کلیدی به فارسی
جذب، تبرید، ذخیره سرد، تبرید دور دست / از راه دور
کلمات کلیدی به انگلیسی
Resorption, Refrigeration, Cold storage,
Long-distance refrigeration
مرجع به فارسی
انرژی کاربردی، مؤسسه تبرید و برودت، دانشگاه شانگایی جیائو تونگ، شانگایی، چین
کامپوس آرارانگوا، دانشگاه فدرال سانتاکاتارینا (UFSC)، آرانگوا، برزیل
آزمایشگاه مهندسی تبدیل انرژی و تکنولوژی انرژی (LEPTEN)، دپارتمان مهندسی مکانیک،UFSC، فلوریانوپلیس، برزیل
الزویر
مرجع به انگلیسی
Applied Energy ; Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai , China
Campus Araranguá, Federal University of Santa Catarina (UFSC), Araranguá, Brazil
Laboratory of Energy Conversion Engineering and Energy Technology (LEPTEN), Department of Mechanical Engineering, UFSC, Florianópolis, Brazil – Elsevier
کشور
چین، برزیل
سیستم جذبی برای ذخیره سرما و تبرید در فواصل از راه دور
چکیده
یک سیستم تبرید جذبی ترموشیمیایی (حرارتی – شیمیایی) طراحی شده و دو نوع کاربرد آن مورد بررسی قرار گرفت: (۱) ذخیره سرما و (۲) تبرید از فواصل راه دور. از منگنز کلراید و آمونیوم کلراید به ترتیب به عنوان نمک دما بالا (HTS) و نمک دما پایین (LTS) استفاده شد و از آمونیاک به عنوان گاز واکنش دهنده استفاده شده است. کارایی بر حسب ضریب عملکرد (COP) و توان سرمایشی مخصوص (SCP) در دماهای منبع حرارتی مختلف (C° ۱۷۰-۱۴۰) و دمای تبرید (C°۱۵- تا ۵) تعیین شد. COP که در این شرایط به دست آمد بین ۰٫۲ و ۰٫۳۱ متغیر بود، در حالیکه SCP بسته به شرایط کار و نوع کاربرد از ۸۷ تا ۱۲۵ وات به ازای هر کیلوگرم ترکیب جاذب متغیر بود.
کلمات کلیدی: جذب، تبرید، ذخیره سرد، تبرید دور دست
سیستم جذبی ذخیره سرما تبرید دوردست
۱- مقدمه
روز به روز خانه های بیشتری به سیستم های تهویه هوای مختلف مجهز می شوند و این سیستم ها تقاضای اولیه برای انرژی را افزایش داده اند که موجب افزایش شبکه برقی و نشر گازهای گلخانه ای (GHS) بسیاری شده است. افزایش استفاده از دستگاههای برقی برای تأمین آسایش باعث توسعه تکنولوژی شده است و از این طریق سبب کنترل انرژی های تجدیدپذیر و مهار اتلاف حرارت به عنوان منبع انرژی برای هر دستگاه شده است. در بخش های مختلف صنعت منابع حرارتی اتلافی زایدی وجود داشته و این حرارت به عنوان یکی از پنج منبع عمده انرژی بعد از ذغال سنگ، نفت خام، گاز طبیعی و نیروی آب معرفی شده است؛ هرچند قسمت عمده حرارت اتلافی صنعتی بدون استفاده می ماند. چین ۱۸ تصفیه کننده بزرگ نفت با ۲۲۵ میلیون تن ظرفیت تصفیه سالانه دارد و در حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد از کل مصرف انرژی خود را به صورت حرارت اتلافی هدر می دهد. بر اساس تحقیقات لائی (Lai) این حرارت اتلافی قابلیت زیادی برای بازیافت شدن دارد، چراکه بیش از ۵۰ % این انرژی دمایی در حدود C° ۹۰-۲۰۰ را در بر دارد. هرچند انرژی لازم برای بازیافت موجود است، اغلب تأسیسات تصفیه کننده نفتی و برقی چندین کیلومتر دور از مناطق شهری قرار گرفته اند که این امر امکان بازیافت این حرارت برای مصارف مسکونی را دشوار می سازد، زیرا انتقال انرژی حرارتی در فواصل بیش از ۱۰ کیلومتر ممکن است اتلاف حرارت غیر قابل قبولی در برداشته باشد. بنابراین برای حل این چالش دو راه حل مطرح شده است {۳-۱۲}: یک راه حل ذخیره انرژی است؛ در حالیکه راه حل دیگر انتقال تا فواصل دوردست یک سیال فعال به جای انتقال دوردست انرژی حرارتی می باشد تا بدین ترتیب از اتلاف انرژی حرارتی جلوگیری شود. این راهکارها برای استفاده از حرارت اتلافی جهت مدیریت بهتر و مناسب تر منابع انرژی اهمیت دارند و می توان آنها را به عنوان سیستم های جذب شیمیایی حرارتی با واکنش برگشت پذیر بین گاز و نمک مطرح کرد.
هدف این مقاله ارزیابی عملکرد دستگاه جذب ترموشیمیایی با قابلیت ذخیره سرما و پمپاژ حرارت تا فواصل دور برای تولید اثر سرمایشی توزیعی می باشد. همانطور که در سایر مقالات بیان شده چرخه جذب نسبت به سایر چرخه های جذب سنتی دو مزیت دارد؛ اولین مزیت بالاتر بودن آنتالپی واکنش گاز- جامد در مقایسه با آنتالپی تبخیر می باشد، و دومین مزیت نبود مایع داخل سیستم عامل در این چرخه می باشد، که حساسیت چرخه به شوک، لرزش و محیط های با جاذبه میکرو، مثل محیطی که در فضاپیماها وجود دارد، را کاهش می دهد.
…
سیستم جذبی ذخیره سرما تبرید دوردست
۲– اصول بنیادی، تجهیرات آزمایش و مواد
۲-۱-۱ اصول کار یک چرخه جذب
یک سیستم جذب تک عاملی از دو واکنش دهنده تشکیل شده که هر کدام شامل یک نمک غیر آلی متفاوت هستند. نمک ها هنگامی که با گاز تبرید واکنش می دهند در فشار یکسان دمای تعادل متفاوتی دارند. بنابراین، آنها را تحت عنوان نمک دما بالا (HTS) و نمک دما پایین (LTS) می نامند. آن دو واکنش دهنده ای که به صورت جرمی با هم واکنش می دهند به فاز گازی تبدیل می شوند، شکل ۱a,b، و در دو دوره از چرخه به صورت دوره ای بر هم کنش دارند. این فرایند شبیه جذب سنتی است: دوره فشار بالا (HPP) و دوره فشار پایین (LPP)، شکل ۱c، در این شکل خطوطی که با و مشخص شده اند مربوط به شرایط تعادل ترمودینامیک برای واکنش در هر ترکیب نمک می باشند. واکنش دهنده LTS، در فرآیند استخراج حرارت جهت تولید سرما و انتشار حرارت جهت ماشین حرارتی، اقدام به جایگزینی کندانسور و اواپراتور با HTS می نماید.
۲-۲ فرآیندهای آزمایشی
شکل ۲ تصاویری از دستگاه تبرید جذبی ترموشیمیایی و تجهیزات کمکی مورد نیاز برای انجام تحقیقات آزمایشی را نشان می دهد. نسبت جرمی دستگاه بین اجزای مکانیکی و جاذب کوچک است (حدود ۶:۱) تا ظرفیت حرارتی کاهش و راندمان حرارتی افزایش یابد. در ادامه اجزاء سیستم را توصیف شده است، این توصیف بر اساس شماره های مربوطه در شکل ۲ مشخص شده است.
نه راکتور LTS. هرکدام از آنها یک گرمکن الکتریکی داشته که بر روی محور مرکزی شان نصب شده بود. آنها به یک مبدل حرارتی واترجک / گرماگیرآبی با بدنه عایق حرارتی مجهز بودند، شکل ۲b.
هشت راکتور HTS. این دستگاهها مجهز به گرماگیر های خارجی هستند که با محلول الکل (رسانه خنک) پر شده اند. این گرماگیر ها در حین آزمایش داخل یک حمام ترمواستاتیک گردش می کنند. شکل ۲a یک جدول مشخص شده با شماره (۲) را نشان می دهد که شامل تمام راکتورهای LTS و گرماگیر های آن است که با یک فوم پلاستیکی با ضخامت ۵۰ میلیمتر عایق بندی شده اند.
گیج فشار
مبدل فشار
دریچه انسداد در اتصال گاز بین راکتورهای HTS و LTS
اجزایی برای شبیه سازی عملیات پمپاژ حرارتی دوربرد برای تولید سرمای توزیع شده. این قسمت از لوله های سیم پیچ با قطر کوچک استفاده می کند تا بدین صورت در حین انتقال دوردست سیال واکنش پذیر شرایطی مشابه از افت فشار را ایجاد کند. قطر داخلی لوله ۴mm و طول آن ۱۰m بود و با ۲۰ دایره با قطری بین ۱۶۰ و ۱۶۵ میلیمتر سیم پیچی شده بود.
دریچه برای پر کردن ماده تبرید
۲-۳- مواد
ماده جاذب کامپوزیتی از گرافیت منبسط شده و نمک های غیر آلی با نسبت جرمی ۷:۱۳ بود. از ذره گرافیت متخلخل بی اثر استفاده شد تا از تجمع نمک ها جلوگیری شود و همچنین خواص انتقال حرارتی بلوک های جاذب ارتقا یابد. {۱۹،۲۰}. فرآیند آماده سازی مواد شامل فرآوری حرارتی گرافیت قابل انبساط در دمای C° ۸۰۰ به مدت ۲ دقیقه و سپس اشباع گرافیت منبسط شده داخل یک محلول نمکی می باشد. سپس این مخلوط خشک شده و با فشار بداخل راکتورها وارد می شوند.
سیستم جذبی ذخیره سرما تبرید دوردست
۳- فرایندهای آزمایشی و روش آنالیز
۳-۱ فرایندهای آزمایشی
تحقیقات تجربی به سه دسته آزمایشات تقسیم می شوند:
آزمایش ۱: بکارگیری مبرد جذبی تحت شرایط مختلف با دمای منبع حرارتی مختلف ( از ۱۴۰ تا C°۱۷۰) و سپس تشخیص بهترین شرایط کاری برای دستیابی به ضریب عملکرد (COP) بالاتر و توان سرمایشی مخصوص (SCP) بالاتر.
آزمایش ۲: بکارگیری مبرد تحت شرایط معین شده در آزمایش ۱ برای ارزیابی عملی بودن آن جهت تولید اثر سرمایشی از C°۱۵- تا C °۵ با ذخیره سرما (CS) و تبرید دوردست (LDR).
۳-۲– روش آنالیز
کارایی سیستم طبق معادلات (۳) تا (۹) محاسبه شد و داده ها همانطور که در بخش ۱-۳ توصیف شد اندازه گیری شدند:
سیستم جذبی ذخیره سرما تبرید دوردست
۴- نتایج
۴-۱- شناسایی شرایط ترجیحی کار
۴-۱-۱- دما و فشار
در دوره فشار بالا تغییر دما و فشار در زمان بدون توجه به دمای منبع حرارتی الگوی یکسانی داشتند. دمای تنظیم () در شکل ۴ با ارائه شده و در موقعیت حسگر همانطور که در شکل ۳c نشان داده شده اندازه گیری شده است.
دوره گرمایش HTS طبق شکل ۴ از سه دوره تشکیل شده است. در دوره اول (بخش ۱) انرژی حرارتی به صورت حرارت محسوس مصرف می شود و هیچ گونه تجزیه ای مشاهده نمی شود؛ بنابراین هم تدریجاً افزایش می یابد در حالیکه فشار سیستم و ثابت می مانند.
۴-۱-۲- کارایی در دمای مختلف منبع حرارتی
درجه معادل تبدیل واکنش در دوره فشار پایین چرخه طبق معادلات (۷) و(۸) محاسبه شد و نمودار آن در مقابل دمای منبع حرارتی () ، همانطور که در شکل ۵a نشان داده شده است، ترسیم شد. وقتی بیش از °C 160 شود درجه معادل تبدیل واکنش در عمل ثابت باقی می ماند. چنین نتیجه ای نشان می دهد که افزایش بیشتر از این مقدار موجب افزایش جرم واجذب شده و در نتیجه جرم جذب شده بیشتر و ظرفیت سرمایشی بیشتر نمی شود. این واقعیت توسط داده های ارائه شده در شکل ۵b تأیید شده است، این داده ها نشان می دهند که بدون توجه به دمای تبرید به هنگامی که بیشتر از °C 150 شود، COP شروع به کاهش می کند.
۴-۲- عملکرد تحت شرایط کاری مطلوب
۴-۲-۱- الگوی دما و فشار
شکل ۶ تغییرات فشار و دما داخل جاذب LTS در دوره فشار پایین برای استفاده از ذخیره سرما را نشان می دهد. به محض اینکه دریچه ای که گاز واکنش پذیر بین راکتورها را متصل می کند باز شود، در لحظات اولیه واکنش دمای LTS سریعاً افت می کند. سپس مجدداً قبل از اینکه شروع به کاهش مجدد کند افزایش می یابد.
۴-۲-۲- آنالیز عملکرد: توان سرمایشی، COP،SCP
شکل ۸a,b توان سرمایشی آنی ( درمعادله (۳)) را برای کاربردهای CS و LDR نشان می دهد. در ۱۰ -۱۵ دقیقه اولیه واکنش توان سرمایشی افزایش شدیدی دارد، به جز وقتی که دمای LTS°C 5 باشد و سیستم برای کاربرد LDR به کار رود. شایان ذکر است که هنگامی که دمای اولیه LTS بیشتر باشد، در آغاز واکنش نیروی محرکه قوی تری وجود دارد که منجر به نرخ واکنش سریعتر و مقدار پیک تیزتری می شود، در حالیکه وقتی دمای اولیه LTS کمتر باشد نیروی محرکه دارای واکنش ضعیف تر است و موجب خروجی توان سرمایشی هموارتر می شود. همانطور که در شکل ۸b نشان داده شده است چنین رفتاری در مورد کاربرد LDR مشهود تر است. خروجی سرمایشی پایدار هنگامی که اثر سرمایشی در دماهای پایین تر روی می دهد بیشتر دوام دارد، یک خروجی سرمایشی پیوسته، حداقل W 330، هنگامی که اثر سرمایشی در °C 10- بوده به مدت ۴۰ دقیقه به رخ داد، در مقابل به هنگامی که اثر سرمایشی در °C 0 بروز نمود این خروجی تا ۲۴ دقیقه کاهش یافت.
۴-۲-۳- عملکرد در فاز تولید سرمایش ۳ ساعته
شکل ۱۰ نشان دهنده درجه معادل / هم ارز تبدیل و SCP دستگاه برای کاربرد CS و به هنگامی است که طول دوره فشار پایین تا ۳ ساعت افزایش یافته تا تضمین شود که این واکنش دارای درجه تبدیل بیشتری است. از شکل ۱۰a می توان دید که آزمایش در هر شرایطی بعد از ۷۰ دقیقه واکنش تقریباً متوقف شده و در ۶۰ دقیقه اول ۸۸-۹۱% واکنش کامل شده است. بنابراین، هرچند افزایش دوره سرمایشی می تواند ظرفیت سرمایشی کل را افزایش دهد، توان سرمایشی به شدت کاهش یافته است و اگر کسی بخواهد به مقادیر SCP بیشتری دست یابد نباید دوره تبرید بیش از ۲۰ تا ۳۰ دقیقه به طول انجامد.
سیستم جذبی ذخیره سرما تبرید دوردست
۵- نتیجه گیری
یک سیستم جذب ترموشیمیایی با جفت کاری MnCl2/ NH3و NH3/NH4CL در مقیاس رومیزی ساخته شد و تحت شرایط کاری مختلف مورد بررسی قرار گرفت تا امکان عملی بودن دو نوع کاربرد یعنی ذخیره سرما و تبرید دوربرد / دوردست ثابت شود.
برای دستیابی به COP بالاتر، شرایط مطلوب برای منبع حرارتی به هنگامی که دمای گرماگیر °C 20 باشد به میزان °C150 مشخص شد. برای کاربرد ذخیره سرما دمای تبرید را باید در °C0 و بیشتر نگه داشت؛ زیرا وقتی دمای تبرید کمتر از این سطح باشد کاهش شدیدی در COP و توان سرمایشی مشاهده می شود. اگر دمای تبرید در سطح توصیه شده نگه داشته شود، COP و SCP می توانند به ترتیب ۰٫۳۱ و W125به ازای هر کیلوگرم جاذب کامپوزیت MnCl2 موجود در دستگاه باشند. برای تولید سرما در فواصل دور دمای تبرید تأثیر کمتری بر کارایی دارد و COP 0.21 بوده و SCP به W 87 به ازای هر کیلوگرم جاذب کامپوزیت MnCl2، در حالیکه دمای تبرید °C0 بوده است، رسید.
نتایج تجربی همچنین نشان داد که اگر بخواهیم به جای COP توان سرمایشی را حداکثر کنیم دوره سرمایش نباید بیشتر از ۲۰-۳۰ دقیقه شود.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
