تبلیغات
وبسایت مهندسین مكانیك ایران - بازیافت حرارت از دستگاههای تهویه مطبوع

وبسایت مهندسین مكانیك ایران
 
IRANIAN WEBSITE OF MECHANICAL ENGINEERS‏

 

بطوریکه گفته شد ، دستگاههای مبرد در ساختمان های مسکونی ، اداری تجاری ، بیمارستان ها برای خنک کردن هوای داخل ساختمان و رفاه ساکنین و در کارخانجات صنعتی ضمن خنک کردن فضای محیط کار ، به منظور خنک کردن قالب ها و دیگر لوازم صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند .

شکل شماره یک اثر تابش خورشید را بر روی یک واحد مسکونی نشان می دهد که چگونه هوای داخل ساختمان بوسیله تابش مستقیم خورشید روی دیوارها ، شیشه ها و سقف ساختمان و یا مجاورت هوای گرم خارج با آنها به درجه حرارت غیرقابل تحملی برای ساکنین میرسد (در حدود 38 درجه سانتیگراد و یا بالاتر) .

۲-  برای درک بهتر مطلب  فرض می کنیم این دستگاه مبرد برای خنک کردن اطاقهای یک مجموعه ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته است . در این سیستم برای خنک کردن اطاقهای ساختمان از فن کویل های زمینی استفاده شده است که در آن آب سرد ( بین 5 تا 8 درجه سانتیگراد ) در اواپراتور دستگاه مبرد تهیه شده و بوسیله الکتروپمپ هائی به دستگاههای فن کویل فرستاده می شود  ، در اثر تبادل حرارت در کویل های فن کویل ها گرمای موجود در هوای اطاق ها جذب آب سرد شده و آب با درجه حرارت بالاتری به دساتگا مبرد باز می گردد و در آنجا با پشت سر گذاشتن مراحلی که بعداً شرح داده خواهد شد دوباره سرد شده مجدداً به دستگاهای فن کویل فرستاده می شود .

۳-  چگونه آب برگشتی از فن کویل ها را دوباره سرد کنیم ؟

طبق قوانین فیزیک گازها در اثر تراکم گرم و در اثر انبساط سرد می شوند . با بهره گیری از این خاصیت گازها در کمپرسورهای تراکمی با صرف مقداری انرژی الکتریکی ، گاز موجود در کمپرسور (گاز فریون ) تحت فشار قرار گرفته گرم می شود .

همانطور که می دانیم گاز فشرده و داغ وارد دستگاهی بنام کندانسور شده و در مجاورت آب سردی که از برج خنک کننده (cooling tower  ) وارد کندانسور شده است قرار گرفته گرمای خود را از دست داده به مایع سردی تبدیل می شود . آنگاه این مایع سرد از وسیله ای بنام شیر انبساط ( Expansion valve ) ، عبور داده شده منبسط می شود و چنانچه گفته شد در اثر انبساط سرد شده بطرف دستکاهی بنام اواپراتور هدایت می شود  . در اواپراتور در مجاورت آب برگشتی از فن کویل ها که گرم شده است قرار گرفته آنرا خنک می کند و خود گرم شده تبدیل به گاز می شود و بوسیله دهانه مکش کمپرسور مکیده شده مجدداً تحت فشار قرار می گیرد و این سیکل همچنان ادامه می یابد .

۴-  گرمائی که از طرف خورشید جذب ساختمان می شود به اضافه مجموع گرمای تولید شده از موتورهای الکتریکی فن کویلها و نیز گرمائی که از دیگر وسائل حرارت زا مثل بدن انسان ها ، لامپ های روشنائی و احیاناً وسائل الکترونیکی تولید می شود به آب سرد فن کویل ها داده می شود و خود گرم شده و این مقدار گرما را با خود حمل کرده به دستگاههای اواپراتو می رساند و آنرا به گاز فریون سرد شده تحویل می دهد .

گار فریون که مقداری بار گرمائی همراه دارد وارد کمپرسور می شود و تحت فشار قرار می گیرد و همراه با مقداری انرژی گرمائی که از کمپرسور دریافت کرده است به طرف دستگاه کندانسور هدایت شده در مجاورت آب سرد برج خنک کننده قرار گرفته و کل گرما را به آب سردی که از برج خنک کننده رسیده است تحویل می دهد و این آب  بطرف برج خنک کننده فرستاده شده بصورت ذرات ریز روی شبکه  های مخصوص پاشیده شده و از طرف مقابل هوای موجود در فضای اطراف برج خنک کن بوسیله دمنده هائی در مجاورت ذرات آب قرار گرفته در اثر تبخیر سطحی حرارت خود را از دست می دهند و مجدداً بطرف کندانسور هدایت می شود .

در اینجا مشاده می شود که کل حرارت موجود در آب برج خنک کن وارد فضا شده و به هدر می رود .

۵-  حال می خواهیم بدانیم چگونه می توان از هدر رفتن این مقدار حرارت جلوگیری کرده آنرا به خدمت بگیریم و از آن برای گرم کردن آب مصرفی ساختمان های مسکونی و دیگر مصارف در کارخانجات صنعتی بهره مند شویم .

اگر مقدار گرما یا انرژی را که از طرف خورشید جذب ساختمان می شود A watt و گرمائی که بوسیله موتور الکتریکی فن کویلها ، بدن انسان ها ، لامپ های روشنائی ، وسایل الکترونیکی و دیگر وسایل را B watt و مقدار انرژی را که بوسیله کمپرسور صرف فشرده کردن گاز فریون می شود C watt بنامیم ، مجموع انرژی های بالا یعنی P=(A+B+C) watt بوسیله آب ورودی به برج های  خنک کن روانه فضا می شود . که اگر بتوانیم این مقدار انرژی را بازیافت کنیم بطور غیر مستقیم از انرژی خورشید استفاده کرده ایم و اگر آنرا صرف گرم کردن آب مصرفی کنیم نوعی آب گرم کن خورشیدی خواهیم داشت .

۶-  مخزن تهیه آب گرمی را در نظر بگیریم که آب گرم مصرفی ساختمان را تامین می نماید .  آب سرد شبکه لوله کشی شهر از یک طرف وارد این مخزن شده بوسیله یک دستگاه  الکتروپمپ وارد لوله های کندانسور می شود . بطوریکه قبلاً نیز گفته شد در پشت این لوله ها گاز داغی وجود دارد گه از کمپرسور وارد کندانسور شده است ، آب سرد ورودی به کندانسور در اثر مجاورت با گاز داغ حرارت آنرا گرفته پس از گرم شدن به مخزن تهیه آب گرم بر می گردد و این سیکل همچنان ادامه می یابد .

۷-  در اینجا مشاهده می شود که آب سرد شبکه لوله کشی شهری پس از گرم شدن وارد شبکه لوله کشی ساختمان شده و به مصرف دستشوئی ها ، حمام ها و دیگر مصارف می رسد .در این روش صرفه جوئی دیگری هم به عمل میآید و آن صرفه جوئی در مصرف آبی است که در برج خنک کن تبخیر می شود و باعث خنک کردن آب خروجی از کندانسور می گردد. موارد بسیار زیادی در صنعت وجود دارد که هم دستگاه های خنک کننده در آن نقش مهمی دارند و هم برای مصارف مختلف مقدار زیادی آب گرم مورد نیاز است که به منظور صرفه جوئی در مصرف انرژی می توان از این روش استفاده کرد .

۸-  در اینجا این سوال پیش می آید که اگر به دلائلی  مثل فصول غیر گرما یا به دلائل دیگری دستگاه مبرد مورد استفاده قرار نگیرد آب گرم مورد نیاز ساختمان چگونه تامین خواهد شد .

بطوریکه  می دانیم دستگاه کندانسور از دو سری لوله های مستقل و جدا از هم تشکیل شده است که در لوله های قسمت بالا آب ورودی از برج خنک کن و در لوله های قسمت پائین آب سرد ورودی از مخزن ذخیره آب گرم جریان داشته و در پشت کلیه این لوله ها گاز داغ جریان دارد .  هنگامی که از دستگاه مبرد استفاده می شود شیرهای ورود و خروج آب برج به کندانسور بسته شده و الکتروپمپ شماره یک نیز خاموش خواهد بود و آب برج در لوله های قسمت بالا جریان نخواهد داشت ، در این موقع آب منبع ذخیره بوسیله الکتروپمپ شماره 2 وارد لوله های قسمت پائین شده پس از گرم شدن به منبع باز می گردد .

در مواقعی که از دستگاه مبرد استفاده نمی شود الکتروپمپ شماره 2 نیز خاموش شده و شیرهای مربوطه نیز بسته خواهند شد . در این حالت الکتروپمپ شماره 3 به کار افتاده و آب گرم دستگاه حرارت مرکزی را وارد کویلهای منبع آب گرم نموده آب موجود در منبع پس از گرم شدن به مصارف مختلف می رسد .

لازم به تذکر است در این روش به منظور عمل کردن به موقع پمپ ها و دیگر وسایل و وارد و خارج کردن آن از مدار ، کنترول های لازم پیش بینی خواهد شد .





طبقه بندی: تبرید و گرمایش، 
برچسب ها: بازیافت حرارت از دستگاههای تهویه مطبوع،  
نوشته شده در تاریخ چهارشنبه 4 اسفند 1389 توسط محمد محمل زاده
تمامی حقوق این سایت محفوظ است
قالب وبلاگ