ترجمه ارزیابی عملکرد سیستم تهویه ­ی مطبوع ترکیبی خورشیدی-زمین گرمایی برای کاربردهای مسکونی

توضیحات

 عنوان فارسی: ارزیابی عملکرد سیستم تهویه­ی مطبوع ترکیبی خورشیدی-زمین گرمایی برای کاربردهای مسکونی: انرژی، اکسرژی و تجزیه و تحلیل پایداری

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Performance Assessment of a Hybrid Solar-Geothermal Air Conditioning System for Residential Application: Energy, Exergy, and Sustainability Analysis

ارزیابی عملکرد سیستم تهویه­ی مطبوع ترکیبی خورشیدی-زمین گرمایی برای کاربردهای مسکونی: انرژی، اکسرژی و تجزیه و تحلیل پایداری

این مقاله، عملکرد یک پمپ حرارتی منبع زمین کوپل شده با یک سیستم فتوولتائیک را به منظور فراهم­سازی تقاضای گرمایشی و سرمایشی یک ساختمان مسکونی با انرژی صفر را بررسی می­کند. تحلیل انرژی و پایداری به منظور ارزیابی نرخ تخریب اکسرژی و SI قسمت­های مختلف سیستم ترکیبی انجام گرفته است. اثرات تغییرات بار حرارتی به صورت ماهیانه بر عملکرد سیستم ترکیبی مورد بررسی قرار می­گیرد. سیستم ترکیبی شامل مبدل حرارتی منبع زمین افقی، پنل­های فتوولتائیک پشت بام و سیکل پمپ حرارتی است. بازده­ی سیستم پمپ حرارتی خورشیدی-زمین گرمایی از 10 درصد بیشتر نمی­شود و بیشتر تخریب اکسرژی در پنل فتوولتائیک، کندانسور و تبخیرکننده صورت می­گیرد. اگرچه، SI سیستم PV در طی سال ثابت می­ماند اما SI سیستم GSHP بسته به مود گرمایشی و سرمایشی تغییر می­کند. این نتایج همچنین نشان می­دهند که استفاده از این سیستم ترکیبی می­تواند منجر به کاهش تشعشع کربن دی اکسید تا حدود 70 تن در سال شود.

2- تحلیل سیستم

2-1 بار گرمایشی و سرمایشی

یک ساختمان کنترل از راه دور با مساحت 200 مترمربع در اصفهان(ارتفاع 1590 متر از سطح دریا) به منظور مطالعه­ی عملکرد پمپ حرارتی زمین گرمایی مجتمع و سیستم فتوولتائیکی که بارهای گرمایشی و سرمایشی را فراهم می­سازد، در نظر گرفته می­شود. عملکرد سیستم با شهرهای مختلف ایران از جمله یزد(ارتفاع 1216 متر از سطح دریا) و شهرکرد(ارتفاع 2061 متر از سطح دریا) مقایسه می­گردد. شکل 1، چشم­انداز شماتیکی از ساختمان مسکونی و پمپ حرارتی زمین گرمایی با کمک خورشیدی را نشان می­دهد. تقاضاهای گرمایشی، سرمایشی و اب گرم ساختمان بر اساس شرایط طراحی خارجی هر شهر به صورت ساعتی محاسبه می گردد.

2-2 توصیف سیستم

شکل 3، نمودار گردشی یک سیستم GSHP به کمک خورشیدی را نشان می­دهد که به عنوان یک سیستم انرژی مستقل از شبکه برای ساختمان مسکونی خاص عمل می­کند. آن شامل سه حلقه­ی اصلی است:

(1) حلقه­ی زمین(در مورد سرمایشی)، انرژی گرمایی را به زیرلایه­های زمین تحویل می­دهد و یا انرژی گرمایی را(در مود گرمایشی) از زمین می­گیرد. یک پمپ گردشی، آب را به عنوان یک سیال کارکن در حلقه(جریان 1) می­چرخاند. حرارت از طریق شبکه­ای شامل n عدد GSHX با بازده­ی کلی  با زمین مبادله می­شود.

دمای زمین T_g در طول سال تقریباً ثابت است.

(2) حلقه­ی اولیه اساساً یک سیکل تبرید رانکین است که شامل دو مبدل با کاربردهای قابل تعویض بسته به فصل گرمایشی یا سرمایشی است. در مود گرمایشی، اولین مبدل حرارتی، گرما را از حلقه­ی زمین از طریق یک تبخیرکننده می­گیرد در حالی که مبدل حرارتی دیگر، گرما را به حلقه­ی ثانویه از طریق یک کندانسور تحویل می­دهد. در مود سرمایشی، اولین مبدل حرارتی، گرما را به حلقه­ی زمین از طریق کندانسور تحویل می­دهد و مبدل دیگر، گرما را از حلقه­ی ثانویه از طریق یک تبخیرکننده خارج می­سازد. یک کمپرسور، ماده­ی سردکننده­ی R-134a را در حلقه­ی اولیه فشرده می­سازد. از یک شیر 4 راه برای تغییر مود گرمایشی و سرمایشی از طریق برگرداندن جهت جریان ماده­ی سردکننده، استفاده می­شود.

(3) حلقه­ی ثانویه، حرارت را از طریق مبدل حرارتی فن کویل یا فضای تهویه­ی مطبوع مبادله می­کند. از یک پمپ برای چرخاندن آب درون حلقه استفاده می­شود. سیستم فتوولتائیک، انرژی الکتریکی پمپ­ها، کمپرسور و فن کوئل را تامین می­سازد. این سیستم شامل پنل­های PV، مبدل و باتری­هاست. باتری­ها، الکتریسیته­ی تولید شده را توسط سیستم PV در طول روز ذخیره می­کنند. 

3- تحلیل انرژی و اکسرژی

فرضیات زیر برای محاسبه­ی انرژی و اکسرژی در نظر گرفته می­­شوند:

(a) تمام فرآیندها پایدار هستند.

(b) انرژی پتانسیل و جنبشی جریان­ها قابل چشم­پوشی است و واکنش شیمیایی وجود ندارد.

(c) بازده­ی مکانیکی و الکتریکی کمپرسور به ترتیب %80 و %70 است.

(d) هوا یک گاز ایده­آل است و گرمای خاص آن ثابت می­باشد.

(e) شرایط حالت مرده به صورت T₀ = 10˚C و P₀ =101.325 kPa انتخاب می­شوند.

(f) خصوصیات ترمودینامیکی آب، هوا و R-134a با استفاده از نرم­افزار EES محاسبه می­شود.

(g) محاسبات آهنگ شارش جرم توسط نرم­افزار EES صوت می­گیرند.

مطالعات موردی نیز بر اساس فرضیات جدول 1 انجام می­گیرند.

 

3-1 پمپ حرارتی منبع زمین

 بر اساس فرضیات ذکر شده در بالا، معادلات تعادل جرم، انرژی و اکسرژی برای یافتن توان خروجی، بهره­ی حرارتی، نرخ تخریب اکسرژی و بازده­های انرژی و اکسرژی مورد استفاده قرار می­گیرند. این معادلات به صورت زیر هستند]26، 27[.

(1)

که در آن اکسرژی هر جریان(ψ) به صورت زیر تعریف می­شود.

(2)

3-1-1 فرآیند انتقال حرارتی در فن کویل

نرخ اکسرژی که به اتاق به دلیل بار حرارتی(ф) تحویل داده می­شود، عبارت است از:

(3)

که در آن،  بار گرمایشی یا سرمایشی و T_d دمای طراحی داخلی ساختمان است.

نرخ برگشت­ناپذیری مبدل حرارتی تهویه مطبوع به صورت زیر است:

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش ترجمه مقاله

به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش ترجمه تخصصی