بالاترین فشار در ماشین آب -لیتیم برماید تک اثره نوعاً کمتر از فشار مطلق ۱۰ kPa است. بنابراین، کل ماشین زیر فشار اتمسفر عمل می­ کند. این خصوصیت نیازمند طراحی پیچیده برای جلوگیری از نشت هوا است. فشار پایین همچنین به طراحی اجزاء اثر می­ گذارد زیرا باید فشار ویسکوز در همه اجزاء حداقل باشد. در این قسمت به تعدادی از ابزارهای لازمه جهت بررسی عملکرد یک سیکل می­پردازیم. در قسمت بعد به طور کامل به تغییرات پارامترهای ذکر شده در طی بررسی تغییر در پارامترهای اثر گذار بر طراحی و عملکرد سیکل اشاره خواهد شد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۳-۲-۶-۱ نمایش نمودار Duhring
نمایش نمودار Duhring یک سیکل، مرحله مهمی در قابل مشاهده کردن داده­هاست. به شدت پیشنهاد می­ شود که چنین نموداری به عنوان وسیله­ای برای فهم بهتر همه محلول­های سیکل تهیه شود. این امر به خصوص برای سیکل­های پیچیده با اهمیت است اما برای سیکل­های تک اثره هم به کار می­رود. با چک کردن هر محلول به جای فرض کردن درست بودن آن، می­توان از تعدادی از عواملی که سبب انحراف در محاسبات می شوند, اجتناب کرد. یکی از این تله­ها نزدیک شدن شرایط کارکرد به خط بلورینگی است. بقیه شامل بیشترین و کمترین دما، حرارت خارج شده قابل قبول، کسر جرم و کسر دمای قابل قبول است. مقادیر قابل قبول به کاربرد تجربی بستگی دارد. توانایی مشاهده همه داده ­ها در یک نمودار به طراح این اجازه را می­دهد که به سرعت تعدادی تست قابل قبول بودن را بر روی داده ­ها انجام دهد. اگر شرایط کارکرد از محدوده طراحی تجاوز کند، ورودی­های مدل باید تغییر کند، مدل سیکل دوباره اجرا شده و نمودار مجدداً ساخته ­شود.در شکل ۳-۵ سیکل تک اثره جذبی بر روی نمودار Duhring نشان داده شده است.در این نمودار همان یا جزء جرمی لیتیم برماید در محلول آبی می باشد.
۳-۲-۶-۲ دماها در بررسی کارکرد سیکل
دمای ژنراتور، محدوده دماهای ۰/۷۷ تا ۹/۸۹ را پوشش می­دهد. ( باید اشاره کرد که این محدوده شامل تغییرات دمای وابسته به حرارت دادن جریان ۳ تا رسیدن به حالت اشباع نمی ­باشد زیرا انرژی وابسته به حرارت دادن در اینجا نسبتاً کوچک است.)این محدوده دمایی است که خارج از آن ورود حرارت باید رخ دهد. دمای منبع حرارت باید بیشتر از دمای داخلی نشان داده شده باشد.
دمای اواپراتور ۳/۱ است که تقریباً به نقطه انجماد آب نزدیک است. بنابراین، یکی از مشاهدات بر روی این شرایط کارکردی این است که اگر شرایط کارکردی دچار انحراف شود، ممکن است اواپراتور در خطر یخ زدگی قرار داشته باشد.
خروج حرارت هم در جاذب و هم کندانسور رخ می­دهد. دمای اشباع کندانسور ۲/۴۰ و محلول جاذب ۷/۴۴ تا ۷/۳۲ است. برای طراحی یک برج خنک کننده یکسان با دمای ۳۰ ، درجه حرارت قابل جذب در جاذب به نظر کوچک می ­آید. یک آنالیز انتقال حرارت برای تعیین اینکه این طراحی قابل اجرا است، مورد نیاز است.مطابق با شکل ۵-۳ و مطالب توضیح داده شده در فصل قبل،سیکل در دو سطح فشاری کار می کند که برای شکل ۳-۴ نقاط ۱، ۶، ۹و۱۰ در فشار پایین سیکل و نقاط ۲، ۳،۴، ۵، ۷و۸ در فشار بالای سیکل کار می کنند.
۳-۲-۶-۳کسر جرم
کسر جرم لیتیم برماید در گردش محلول، از ۵۶۷/۰ در قسمت پمپ شده تا ۶۲۵/۰ در قسمت بازگشتی به جذب کننده، تغییر می­ کند. حالت خروجی از مبدل حرارتی محلول به جذب کننده، نزدیکترین حرکت به سمت خط بلورینگی است

شکل ۳-۵ شماتیکی از کارکردسیکل جذبی تک اثره آب-لیتبم برماید بر روی دیاگرام Duhring[39]
۳-۲-۶-۴مبدل حرارتی محلول
آزمودن اثر مبدل حرارتی محلول بر کارایی سیستم با بهره گرفتن از اجرای مدل برای محدوده­ای از مقادیر کارآیی، آگاهی بخش است. با تغییر اثرگذاری، حالات خروجی در دو سمت مبدل حرارتی محلول تغییر می­ کند که بر انتقال حرارت مورد نیاز در جذب کننده و دفع کننده اثر می­ گذارد. در پی اثر بر نرخ انتقال حرارت دفع کننده، COP نیز تحت تأثیر قرار می­گیرد. در پیوست آنالیز پارامتری در مورد تأثیر پارامترهای فوق بر روی عملکرد سیکل انجام شده و شرایط کارکردی سیکل جذبی تک اثره لیتیم برماید به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است.
۳-۳ تحلیل ترمودینامیکی سیکل جذبی خورشیدی: جزء خورشیدی سیستم
استفاده از انرژی خورشیدی در سیستم، در شکل ۳-۶ به صورت شماتیک نشان داده شده است. انرژی جمع آوری شده مفید به تانک ذخیره سازی مایعات انتقال داده می­ شود که از آن ژنراتور سیستم جذبی با ورودی انرژی حرارتی تأمین می­گردد. مهمترین خصوصیات سیستم فوق به این شرح است:

• • هیتر کمکی: طریقه­ای که با آن حرارت کمکی تأمین می­ شود به کل کارایی و هزینه سیستم اثر می­ گذارد. حرارت کمکی اگر انرژی جذب شده توسط خورشید، حرارت یا خنکی لازم را تأمین نکند، ممکن است برای بالا بردن دمای آب داغ تانک ذخیره ( به صورت سری در ارتباط اند) به کار رود. حرارت کمکی همچنین ممکن است برای رسیدن به بار کل به کار رود، جایی که دمای ذخیره شده خیلی کم باشد ( به صورت موازی وصل می­ شود). در سیستم فوق حرارت کمکی مابین چیلر و تانک ذخیره آب داغ به صورت موازی در ارتباط است زیرا چیلر بهترین کارایی را در دماهای بالا دارد( در حدود ۸۰ ). ارتباط سری، تا زمانی که دمای آب برگشت داده شده از چیلر به تانک ذخیره بالاتر از دمای خود تانک ذخیره باشد، که موجب می­ شود دمای ذخیره شده بالا رفته و راندمان سیستم کمتر ­شود، ترجیح داده نمی­ شود.

شکل ۳-۶ نمای یک سیکل تهویه مطبوع خورشیدی

• • تانک ذخیره آب داغ طبقه بندی شده: در سیستم تهویه هوای جذبی خورشیدی وجود تانک ذخیره ضروری است. این جزء به صورت ذخیره میانی عمل می­ کند تا حرارت ورودی تقریباً ثابتی داشته باشد. تانک­های آبی ممکن است با درجات لایه بندی مهمی عمل کند که به این شکل است که بالای تانک بالاتر از پایین آن است. چنانچه حجم تانک کوچک باشد, فرایند اختلاط آب ورودی از کالکتور با آب خروجی از ژنراتور به صورت کامل صورت می­گیرد(دمای تمامی نقاط تانک ذخیره یکسان است). اما چنانچه حجم به حد کافی بزرگ نباشد، به علت عدم اختلاط کامل و در نتیجه عدم برابر بودن دما در تمام نقاط تانک, تحلیل می­بایست با در نظر گرفتن لایه­بندی بودن تانک صورت پذیرد. همانطور که در شکل ۳-۶ نشان داده شده است ورود آب داغ خروجی از ژنراتور و خروج آب تانک جهت گرمایش مجدد در کالکتور، از پایین تانک و خروج آب داغ تانک به سمت ژنراتور و همچنین ورود آب داغ از کالکتور به تانک، از بالای تانک صورت می­پذیرد. این امر کارایی سیستم را به شدت افزایش خواهد داد.

• • کالکتور خورشیدی

البته علاوه بر موارد اصلی یاد شده می بایست به تجهیزات کنترلی و انتقال سیال نیز اشاره نمود.در قسمت­ های بعدی به تحلیل حرارتی و ترمودینامیکی جزئ خورشیدی سیکل های جذبی خورشیدی می­پردازیم.
۳-۳-۱ تجزیه و تحلیل حرارتی وعملکرد کالکتورها
عملکرد کالکتورها را می‌توان با بهره گرفتن از روش های Hottel وWoertz که بوسیله Bliss و Whillier بسط داده شده‌اند، تجزیه و تحلیل کرد. ]۳۷[
معادلات اصلی به صورت زیر ارائه شده‌اند :

(۳-۵۰)

که در معادلات فوق :
= مقدار حرارت مفید کسب شده بوسیله کالکتور بر حسب (W/m²)
= مقدار کل تابش خورشید روی کالکتور بر حسب(W/m²)
τ,α)θ) = ضریب عبور پوشش ، ضریب جذب صفحه در زاویه برخورد θ
= ضریب تلفات حرارتی بر حسب (.W/m²)
= (,) به ترتیب درجات حرارت صفحه جاذب و هوای محیط بر حسب ()
=درجات حرارت سیال خروجی و ورودی به کالکتور بر حسب ()
= m مقدار سیال جریانی (دبی سیال ) بر حسب (kg/sec)
= مساحت دهانه‌ای که اجازه عبور پرتوهای رسیده را داده است (^۲‌m)
مقدار کل تابش خورشیدی و همچنین مقدار تابش مستقیم را می‌توان برای شهرهای مختلف با عرض جغرافیایی متفاوت از جداول داده شده بدست آورد. همچنین حاصل τ,α)) را با بهره گرفتن از شکل ۳-۷ می‌توان بدست آورد. با توجه به دیاگرام فوق معلوم می‌شود به میزان ۳۰ θ = تغییرات کمی در خواص اپتیکی خورشیدی شیشه شفاف و صفحه جاذب وجود دارد اما از آنجایی­که تمام مقادیر تا زاویه ۹۰ θ= می‌بایست صفر گردند، مقادیر بعد از ۴۰ θ= به سرعت کاهش می­یابند، سایر توضیحات در زیر دیاگرام نوشته شده است. مقدار برای صفحات جاذب نامشخص بطور تقریب با درجه حرارت محیط و صفحه تغییر می‌کند.

شکل ۳-۷ مقدار کل تابش خورشیدی و مقدار تابش مستقیم ]۳۷[
این تغییرات بوسیله دیاگرام شماره ۳-۸ نشان داده می‌شود. این دیاگرام تغییرات ضریب تلفات حرارتی () نسبت به دمای صفحه کالکتور و درجه حرارت محیط برای شیشه‌های یک، دو و سه لایه را نشان می‌دهد.