تحقیق بررسی پمپ های حرارتی سازگار با محیط زیست

تحقیق بررسی پمپ های حرارتی سازگار با محیط زیست در 35 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی مکانیک
فرمت فایل doc
حجم فایل 17 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 35

تحقیق بررسی پمپ های حرارتی سازگار با محیط زیست

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی پمپ های حرارتی سازگار با محیط زیست در 35 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

گرمایش و سرمایش ساختمانها در ایران در پنجاه سال گذشته سیر تكاملی قابل توجهی را طی كرده است . این سیر شامل گرمایش از طریق كرسی با استفاده از خاكه ذغال ، بخاری یا گرم كننده های نفت سوز با دودكش و بخاری های گاز سوز با دودكش برای هر یك از اتاقهای مورد استفاده ساختمان و گرمایش مركزی با استفادهاز نفت گاز یا گاز طبیعی و بالاخره آب گرم در یك مركز و گرمایش اتاقهای مورد استفاده به كمك رادیاتور یا فن كویل بوده است .

سیر سرمایش ساختمانها نیز شامل مراحل زیر بوده است . باز گرداندن در و پنجره های ساختمان و اجازه بر قراری جریان هوا در مواقعی كه دمای هوای بیرون كمتر از دمای هوای اتاقهاست و یا جریان هوا می تواند به خنك كردن بدن ساكنان ساختمان كمك كند ، استراحت در سایه درختان حیاط در روز ، گذراندن روزهای بسیار گرم در زیر زمین ها و شبها در بالای بامها ، استفاده از بادبزنهای دستی ، استفاده از بادبزنهای برق رومیزی یا سقفی در اتاقها ، استفاده از كولرهای آبی ، استفاده از كولرهای گازی نوع تراكمی برای هر یك از اتاقهای مورد استفاده ،استفاده از سرمایش مركزی به كمك چیلر های تراكمی و جذبی وتولید آب سرد در یكمركز و خنك كردن یا سرمایش اتقاهای مورد استفاده به كمك فن كویل .

امروزه تقریباً تمامی ساختمانها گرمایش خود را با استفاده از سوختهای فسیلی و آب یا هوای گرم در اتاقها و سرمایش خود را كمك كولرهای آب و تولید هوای خنك ولی مرطوب تامین می كنند . در ساعاتی از شبانه روز در تابستان كه دما و رطوبت نسبی هوا بالاست (و تعداد این ساعات با تغییرات اقلیمی كره زمین در حال افزایش است ) كولرهای آبی قادر به تامین آسایش برودتی ساكنان بسیاری از شهرهای ایران نیستند .از این نظر بسیاری از ساختمانها ، بویژه برجها ، از دستگاههای تبرید تراكمی و یا جذبی برای تولید برودت در تابستان استفاده می كنند .

بسیاری از شركتهای تاسیساتی اقدام به ساخت دستگاههای تبرید جذبی – با استفاده از گاز طبیعی موجود در شهرها – در ظرفیتهای پایین برای آپارتمانها كرده اند . این اقدام كه سوزاندن گاز را در طول سال در شهرها افزایش میدهد باعث افزایش آلودگی محیط زیست می شود . به علاوه دستگاههای تبرید جذبی در مقایسه با انواع تراكمی ، دارای ضریب كارایی بسیار پایین تری هستند و برای تولید مقدار معینی برودت ، ارنژی بیشتری نسبت به سیستم ها یتبرید تراكمی مصرف می كنند و چنانچه كندانسور آنها با آب خنك می شود نیاز به آب بیشتری در برج خنك كن دارند كه در كشور كم آبی مانند ایران این موضوع مسائل مربوط به مصرف زیاد آب را به همراه دارد .

استفاده از پمپ های حرارتی برای سرمایش و گرمایش ساختمانها

با استفاده از پمپ های حرارتی نوع تراكمی می توان برودت مورد نیاز را در زمستان تامین و از آلوده تر شدن محیط زیست نیز جلوگیری كرد . استفاده از پمپ های حرارتی را می توان مدرت ترین و از نظر حفاظت محیط زیست بهترین روش برای تامین نیاز برودتی و حرارتی ساختمانها دانست . در ارتباط با اثرات زیست محیطی استفاده از پمپ های حرارتی می توان گفت كه با جایگزین سوختهای فسیلی با برق ، مصرف سوختهای فسیلی در شهرها و آلودگی هوا (كه به خصوص در زمستانها به دلیل وارانگی هوا به حد بحرانی خود می رسد )كاهش می یابد.

بررسی مختصر كارایی پمپ های حرارتی از نوع تراكمی

پمپ حرارتی یك دستگاه تبرید است كه از حرارت دفع شده در كندانسور برای گرمایش ساختمان استفاده می كند و این عمل ازمنبع دمای پایین و انتقال حرارت به منبع دمای بالا انجام می شود . طرح پمپ حرارتی دفع شده در كندانسور را برای گرمایش ساختمان امكان پذیر كند و این در حالی است كه همین سیستم از برودت تولید شده در اوپراتور برای خنك كردن ساختمان در تابستان استفاده می كند . لازم است اضافه شود كه در بعضی از كاربردهای خاص ، پمپ حرارتی ممكن است بتواند به طور همزمان سرمایش و گرمایش مورد نیاز قسمتهای مختلف یك ساختمان را تامین كند.

منابع انرژی در پمپ های حرارتی ، منابع حرارتی ای هستند كه پمپ حرارتی می تواند انرژی حرارتی مورد نیاز اوپراتور خود را از انها بگیرد. پمپ های حرارتی می تواند از منابع حرارتی مختلف مانند هوا ، آبهای جاری ، انرژی خورشیدی و حتی آب دور ریخته شده در هنگام استحمام و سایر شستشوها استفاده كند . لذا پمپ های حرارتی را می توان علاوه بر حسب سیكل ترمودینامیكی آنها ، بر حسب منابع حرارتی نیز تقسیم بندی كرد .

شكل 1 یك پمپ حرارتی را نشان می دهد كه از هوای محیط به عنوان منبع انرژی استفاده می كند . اجزا اصلی این سیستم شامل كمپرسور ،‌كندانسور ،‌اوپراتور ، شیر انبساط یا لوله های مویی و شر چهار راهه است .

سیستم گرمایی و گرمایش با بخار آب داغ

گرمایش با بخار:

بخار یكی از موثرترین رسانه های گرمایی و قابل كاربرد در سیستم لوله كشی اغلب ساختمانها ست . یكی از ساده ترین سیستمهای گرمایش با بخار ، سیستم تك لوله ای ثقلی است . این سیستم برای نصب در خانه هایی با مسات متوسط كه رادیاتورهای آن را به توان در ارتفاع حداقل 60 سانتی متری بالای سطح آب دیگ بخار نصب كرد ، مناسب است عملكرد آن ساده و با هزینه اولیه پایین است برخی از نقطه ضعفهای سیستم تك لوله ای ثقلی گرمایش با بخار به شرح زیر است .

1- برای آنكه بخار تقطیر شده سیستم (كندانس) بتواند در خلاف جهت حركت بخار در لوله ای مشترك جریان باید ، نیاز به لوله ها و شیرهای رادیاتور با قطر بزرگ است .

2- بخار و كندانس در خلاف جهت یكدیگر حركت می كنند و احتمال وقوع ضربه قوچ وجود دارد .

3- استفاده از شیرهای هوا گیری لازم است . اگر شیرهای هوا گیری برای خروج هوا ، همیشه باز نگه داشته شوند میزان انتقال حرارت كاهش و مصرف سوخت افزایش می یابد .

4- برای گرم كردن دمای مطبوع اتاق ، باید شیرهای رادیاتور را باز و بسته كردن آنها تنظیم كرد . با تنظیم خودكار جریان بخار خروجی از دیگ می توان دمای داخلی اتاق را تغییر داد .

برای غلبه بر مشكلات ناشی از حركت بخار و كندانس در خلاف جهت . از سیستم دو لوله ای ثقلی گرمایش با بخار استفاده می كنند به غیر از موارد

1-اگر پره های میانی رادیاتور آ بند نباشند هوا می گیرند . این موضوع در موقع گرم شدن نزدیك ترین رادیاتور به دیگ بخار و ورود بخار به لوله برگشت اتفاق می افتد .

2-برای قطع جریان بخار باید در هر دو طرف رادیاتور شیر نصب كرد . در غیر این صورت بخار می تواند از هر دو لوله رفت و برگشت خارج شود .

3-خروجی های هر رادیاتور باید به طور جداگانه به لوله اصلی برگشت متصل شوند . در سیستم بخار مرطوب ، روی هر رادیاتور و در انتهای لوله اصلی بخار ، بله ترموستاتی نصب می كنند .

شیرهای ورودی رادیاتور در این سیستم از نوع تدریجی یا روزنه های هستند . فشار لازم بسیار پایین است (حتی كمتر از اره اتمسفر ) این سیستم در ساختمانهایی كه فاصله بین سطح آب و دیگ بخار تا انتهای لوله برگشت 60سانتی متر است .

سیستم گرمایی با بخار مرطوب ، برترینهای نسبت به دیگر سیستمها دارد :

1-با توجه به بسته بودن سیستم ؤ امكان ورود به آن وجود ندارد . بنابراین خلاء متوسطی به وسیله تقطیر بخار در دما های پایین ایجاد می شود .

2- جریان بی سر و صدا و یكنواخت بخار بدون قفل شدن هوا و صدای قوچ فراهم می شود .

3-دمای اتاق می تواند به صورت خود كار به وسیله ترموستات تنظیم شود .

4-نصب شیرهای هوا گیری رادیاتور ها لازم نیست .

معایب سیستم گرمایش با بخار مرطوب عبارتند از :

1-لوله های قطور لازم دارد

2- فشار كار بخار ، پایین است .

3-برگشت كندانس به دیگ ، به صورت ثقلی است .

سیستم گرمایش تله برگشت بسیار سیستم گرمایش بخار بدون شیر هوا گیری است با این تفاوت كه در این سیستم به دلیل وجود تله برگشت ، مایع كندانس دارای جریان برگشت مثبت به دیگ بخار است .

این سیستم می تواند در تمام ساختمانها بر ساختمانهای بزرگ به كار رود به شرط آن كه ظرفیت تابش مستقیم معدل كمتر از ظرفیت تله برگشت باشد .

مزایای سیستم گرمایش با تله را شرح دهید .

1-به علت بالا بودن فشاذر بخار ، قطر لوله ها كم است .

2- جریان برگشت كندانس به دیگ بخار ، مثبت و سریع است .

3-كنترل سیستم با ترموستات امكان پذیر است .

5- توزیع بخار به وسیله شیر روزنه ای ، متعادل می شود .

معایب این سیستم عبارتنداز :

1-گردش بخار در سیستم تقریباً به طور كامل وابسته به فشار دیگ بخار است .

2-ارتفاع اتاق برای نصب لوله ها در بالای دیگ باید كافی باشد .

3-به دلیل محدودیت ظرفیت و اندازه های تله برگشت ، ظرفیت دیگ نیز محدود می شود .

مزیت سیستم گرمایش از نوع برگشت كندانس ، امكان پایین تر قرار گرفتن خط لوله برگشت از سحط آب دیگ ، كار در فشار بخار بالا است .اما سیستمهای خلاء متغیر و خط برگشت خلاء ،نیاز به لوله ها و تله های قطور تری دارند .

سیستم خط برگشت خلاء شبیه سیستم برگشت كندانس است با این تفاوت كه در آن از یك پمپ خلاء برای ایجاد ضعیف در خط برگشت استفاده می كنند تا كندانس بتواند از خط برگشت به دیگ برگردد .

مزیای سیستم گرمایش بخار با خط برگشت خلاء به شرح زیر است:

1-كندانس دارای برگشت مثبت به طرف دیگر است .

2-هوا به صورت مكانیكی از بخار جدا شده و در نتیجه بخار سرعت گردش زیادی پیدا می كند .

3-به دلیل اختلاف فشار زیاد بین خطوط رفت و برگشت ، از لوله های كم قطر تری می توان استفاده كرد .

خط هوا – خلاء گونه ای از سیستم گرمایش تك لوله ای بخار است .هوا گیری های رادیاتور چای خود را به شیرهای هوایی كه خروجی آنها به خط برگشت هوا متصل است می دهند .

برای خارج كردن هوای داخل سیستم از یك پمپ خلاء استفاده می كنند . شیرهای متصل به خط هوا از نوع ترموستاتی هستند .

مزایای این سیستم عبارتند از

1- گردش بخار سیستم سریعتر است .

2- بازده حرارتی رادیاتور ها ، در فشار های پایین تر ، بیشتر است .

3- هوا گیری های رادیاتور ها لازم نیست .

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *