بررسی عملکرد پمپ حرارتی شیمیایی با سیستم جذب سطحی

با گسترش روزافزون زندگی شهری و نیازهای آن طی دهه های گذشته، میزان استفاده از cfcها در وسایل تهویه مطبوع کمپرسور دار، به طرز چشمگیری افزایش یافته است. میزان بالای انرژی الکتریکی مصرفی کمپرسورها و اتلافات انرژی در نیروگاه ها به منظور تولید برق از یک سو و از سوی دیگر بحران های زیست محیطی باعث شده اند تا ادامه استفاده از این نوع وسایل تهویه مطبوع، با سوالات متعددی مواجه شود. بنابراین گرایش جامعه علمی و تحقیقاتی دنیا به سمت استفاده بهینه از انرژی اتلافی و محدود کردن استفاده از cfcها، طی سال های اخیر به شدت افزایش یافته است. یکی از مواردی که می تواند در این راستا موثر واقع شود، استفاده از چیلر جذب سطحی است. در این پروژه به طراحی و ساخت یک نمونه آزمایشگاهی چیلر جذب سطحی با ماده جاذب سیلیکاژل، و بررسی و تحلیل پارامترهای مختلف بر عملکرد آن، پرداخته شده است. چیلر جذب سطحی ساخته شده، از لحاظ جرم سیلیکاژل مصرفی و ابعاد دستگاه، بسیار کوچک بوده و از این لحاظ قابل قیاس با کارهای انجام شده دیگر در این زمینه نمی باشد. از طرف دیگر برای افزایش انتقال حرارت در مبدل حرارتی محفظه جذب آن، از رزین اپوکسی به منظور چسباندن دانه های سیلیکاژل به سطح این مبدل حرارتی استفاده شده است. لذا می توان آن را در دسته کلی چیلرهای جذب سطحی با مبدل حرارتی پوشش دار، طبقه بندی نمود. در ساخت این دستگاه از یک محفظه جذب، یک تبخیر کننده و یک چگالنده و همچنین به منظور اندازه گیری فشار درون محفظه های مختلف سیستم، از مانومتر خلا طراحی و ساخته شده جیوه ای که بر روی دستگاه نصب گردیده، استفاده شده است. پس از ساخت دستگاه و اطمینان از آب بندی آن، آزمایش های مورد نظر به منظور بررسی و تحلیل تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد دستگاه، انجام گرفته است. پارامترهای مورد بررسی شامل دمای منبع آب گرم (ورودی به محفظه جذب)، دمای منبع آب سرد (ورودی به چگالنده)، دمای منبع آب خنک (ورودی به تبخیر کننده)، دبی آب گرم و سرد عبوری از مبدل حرارتی محفظه جذب، فشار خلا اولیه سیستم و زمان سیکل می باشد. به دلیل محدودیت های موجود، عملکرد دستگاه ساخته شده، از حد مورد انتظار ضعیف تر می باشد. تحلیل ها نشان می دهند که کوچک بودن بیش از حد دستگاه، استفاده از جرم بسیار کم سیلیکاژل و افت فشارهای موجود دستگاه، از مهمترین عواملی هستند که باعث شده عملکرد دستگاه، از حد انتظار ضعیف تر باشد. نتایج آزمایش ها نشان دادند که افزایش دمای منبع آب گرم و منبع آب خنک، باعث افزایش ضریب عملکرد و قدرت سرمایش مخصوص دستگاه می شوند؛ در حالی که افزایش دمای منبع آب سرد، کاهش ضریب عملکرد و قدرت سرمایش مخصوص دستگاه را به دنبال خواهد داشت. افزایش دبی آب گرم و سرد عبوری از مبدل حرارتی محفظه جذب، ضریب عملکرد قدرت سرمایش مخصوص دستگاه را کمی افزایش می دهد، در حالی که افزایش فشار خلا اولیه، این دو پارامتر تعیین کننده عملکرد سیستم را به شدت کاهش خواهد داد. با استفاده از نتایج آزمایش ها مشخص می شود که از نظر زمان سیکل، نقطه بهینه ای وجود دارد که در آن قدرت سرمایش مخصوص دستگاه، بیشینه می گردد. این پدیده در زمان سیکل برابر 12 دقیقه (6 دقیقه نیم سیکل احیا و 6 دقیقه نیم سیکل جذب) اتفاق می افتد.