دانلود تحقیق پمپ های حرارتی و سیستم های حرارتی سازگار با محیط زیست

دسته: محیط زیست
بازدید: 2 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 19 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 35

گرمایش و سرمایش ساختمانها در ایران در پنجاه سال گذشته سیر تكاملی قابل توجهی را طی كرده است

قیمت فایل فقط 23,400 تومان

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 .

هنگام كار به عنوان پمپ حرارتی ،شیر چهار راهه به گونه ای تنظیم می شود كه كه بخار فوق اشباع كه از كمپرسور خارج می شود كه بخار فوق اشباع كه از كمرسور خارج می شود . ابتدا وارد مبدل حرارتی داخل ساختمان        می شود و در طی فرایند تقطیر ، حرارت انتقال یافته را به داخل ساختمان اراسال می كند و سپس مایع مبرد به طرف لوله مویی جریان می یابد. در این حالت شیر یك طرفه در خط بالایی ، مانع از جریان یافتن مبرد از طریق این خط شده و مایع مبرد از طریق خط پایینی جریان می یابد . سپس مبرد فشار پایین و سرد وارد مبدل حرارتی بیرون از ساختمان شده و در حین فرایند تبخیر ، انرژی حرارتی مورد نیاز خود را از هوای بیرون جذب كرده و سپس به طرف قسمت مكش كمپرسور هدایت می شود .

در فصل تابستان به منظور معكوس كردن جهت سیكل ، شیر چهار راهه به گونه ای تنظیم می شود كه ابتدا بخار داغ خروجی از كمرسور وارد مبدل حرارتی خارج از ساختمان می شود و در حین فرایند تقطیر ، انرژی حرارتی خود را به هوای محیط منتقل می كند . در این مرحله شیر یك طرفه در خط پایینی مانع از جریان یافتن مبرد از طریق خط بالایی جریان می یابد . سپس مبرد فشار پایین و سرد وارد می یابد . سپس مبرد فشار پایین و سرد وارد مبدل حرارتی داخل ساختمان می شود و حرارت را از محیط داخل جذب می كند . وجود دو شیر انبساط یا لوله مویی در پمپ حرارتی ضروری است زیرا با توجه به انكه اختلاف فشار بین دو مبدل حرارتی در فصل زمستان بیشتر از فصل تابستان است بنابراین لوله موی ای كه برای فصل زمستان طراحی شده است نمی تواند عملكرد مناسبی در فصل تابستانه داشته باشد .

انتخاب ساختمان های نمونه

برای بررسی عملكرد پمپ های حرارتی لازم است بار حرارتی و برودتی ساختمان مورد نظر معلوم باشد . دو نوع ساختمان را به شرح زیر در نظر  می گیریم :

• یك مجتمع مسكونی چهار طبقه چهار واحدی با سطح زیر بنای كل 800 متر مربع در هر طبقه با پاركینگ در زیر طبقه اول برای شهرهای بزرگ نظیر تهران ، اصفهان ، تبریز ،‌مشهد و شیراز .
• یك ساختمان ویلایی یك طبقه با مساحت مفید 200 متر مربع برای شهرهای اهواز ،‌بندرعباس ، رشت ، كرمان و همدان .

شكلهای 2و3 با رحرارتی و برودتی طبقات مختلف مجتمع مسكونی در تهران را به ترتیب در ماه دی برابر یك روز ابری بسیار سرد و در ماه تیر برای یك روز آفتابی بسیار گرم نشان می دهند . این منحنی ها با استفاده از نرم افزار انرژی شریف به دست آمده اند .

جدول (1) : بار حرارتی مجتمع مسكونی در تهران برای یك روز بسیار سرد ابری و یك روز متوسط در دی ماه ، نوع ساختمان :چهار طبقه – چهار واحدی با سطح زیر بنای 800 متر مربع در هر طبقه (BTU/hr 3413= KW1 و تن برودتی 284/0 = KW1 )

جدول (2) : بار برودتی مجتمع مسكونی در تهران برای یك روز بسیار گرم و آفتابی و یك روز متوسط در تیرماه ،نوع ساختمان :چهار طبقه – چهار واحدی با زیربنای 800 متر مربع در هر طبقه

جدول (3): نیازهای انرژی یك آپارتمان متوسط در تهران با سطح زیر بنای 200 متر مربع

جدول (4) : انرژی حرارتی و برودتی مورد نیاز مجتمع مسكونی برای پنج شهر بزرگ ایران . نوع ساختمان :چهار طبقه – چهار واحدی با سطح زیربنای 800 متر مربع در هر طبقه (J1012 = TJ1)

جدول (5): انرژی حرارتی و برودتی مورد نیاز ساختمان ویلایی با مساحت 200 متر مربع برای شهرهای اهواز ، بندرعباس ،رشت ، كرمان و همدان .

می توان با استفاده از این نرم افزار بار حرارتی و برودتی مجتمع را در تمام ماههای سال تعیین كرد. شكل های 4 و5 به ترتیب نیاز حرارتی و برودتی مجتمع را در ماههای مختلف سال برای تهران نشان می دهند.

فایل ورد 35 ص

قیمت فایل فقط 23,400 تومان

برچسب ها : پمپ های حرارتی , سیستم های حرارتی , سازگار با محیط زیست , سیستم گرمایشی , سیستم سرمایشی