تولید سرمایش در زمینه زندگی روزمره بشری، كابردهای بسیار فراوانی از قبیل تولید مواد غذایی، مصارف تهویه مطبوع، موارد تولید دارو، سرمایش صنعتی و….دارد. سیكل­های سرمایش قدیمی و اولیه مانند سیكل­های تراكمی بخار[1] دارای دو مشكل عمده هستند كه امروزه نیز با آن دست در گریبانند. این دو مشكل عبارتند از[1]:

-افزایش جهانی مصرف انرژی­های اولیه و فسیلی: سیكل­های سرمایش قدیمی كه توسط الكتریسیته و حرارت عمل می­كنند، به طور شدیدی میزان زیادی انرژی فسیلی و اكتریكی را مصرف می­كنند. انستیتوی بین المللی تبرید و سرمایش در پاریس(IIFIIR) %15از میزان كل انرژی الكتریكی كه در جهان تولید می­شود را به اهداف سرمایشی و تهویه مطبوع در انواع گوناگون آن اختصاص داده است. مطابق با گزارش این سازمان، %45 از سهم انرژی­های مصرفی برای زمینه­های تهویه مطبوع، به مصارف ساختمان­های مسكونی و تجاری اختصاص دارد. علاوه بر آن در تابستان مشكلات بسیار زیاد در افزایش چشمگیر پیك مصرف همچنان ذهن محققان را در كاهش آن به خود مشغول داشته است.

بعد از بحران نفتی دهه 1970 در اروپا و به ویژه در سال­های اخیر، تحقیقات بر روی توسعه تكنولوژی­هایی كه سبب كاهش در مصرف انرژی، تقاضای پیك اكتریسیته و قیمت انرژی بدون كاهش در سطح شرایط مطبوع لازمه گردند، معطوف گشته­اند. به همین دلیل در سال­های اخیر امكان استفاده از انرژی خورشیدی برای سرمایش و رطوبت زدایی ذهن بشر را به خود مشغول كرده است و موجب پیشرفت در تكنولوژی بهره برداری از انرژی خورشیدی شده است. در مناطق گرم سیری جهان كه ضرورت سرمایش و تهویه مطبوع به طور جدی وجود دارد، ذهن بشر متوجه استفاده از انرژی در دسترس خورشیدی است تا بتواند با استفاده از آن رفاه و آسایش زندگی را فراهم آورد. علاوه بر این، كاربرد انرژی خورشیدی در مقایسه با سایر كاربردها جذابیت بیشتری دارد زیرا زمانی كه نیاز به آن وجود دارد (سرمایش و تهویه مطبوع) میزان انرژی خورشیدی زیاد است و می توان از آن بهره گیری كرد. سیستم­های سرمایش جذبی خورشیدی[3]دارای هر دو مزیت عدم خطرناك بودن از لحاظ زیست محیطی و كم بودن مصرف انرژی به ویژه در ساعات پیك الكتریكی را دارا هستند.

در مقایسه با دیگر كاربردهای انرژی خورشیدی این كاربرد پیچیدگی بیشتری دارد چه به لحاظ مفهومی و چه به لحاظ كاربردی. به همین دلیل توسعه و كاربرد جهانی پیدا نكرده است. در این روش تنها دریافت و جذب انرژی خورشیدی كافی نیست، بلكه باید بتوانیم این روش را به سرما تبدیل كنیم و سپس به طرف فضای مورد نظر بفرستیم. باید وسیله ای وجود داشته باشد كه حرارت را از دمای پایین (فضای مورد تهویه) گرفته و با دمای بالاتر (فضای بیرون) انتقال­ دهد یا در اصطلاح ترمودینامیكی به یك پمپ حرارتی[4] نیاز است. در شكل 1 نمای یك سیكل تهویه مطبوع خورشیدی با تمام تجهیزات به طور كامل نشان داده شده است.

سیال انتقال دهنده گرما ممكن است هوا، آب و یا سیال دیگری باشد. گرما می­تواند برای      زمان­هایی كه تابش خورشید وجود ندارد نیز ذخیره گردد. گرمای گرفته شده از سیكل خنك­كن خورشیدی به محیط اطراف منتقل می­شود، این كار به وسیله هوای محیط یا آب خروجی از برج خنك كن خنك می­شود.

تجهیزات سرمایش ممكن است اثر سرمایش را به طرق مختلف ایجاد كنند. یكی از روش­ها تولید آب سرد و فرستادن به سمت تجهیزاتی است كه به وسیله ی آب سرد محیط را خنك می­كنند (به كمك هواساز) و یا فن­های بادزن. همچنین می­توان هوا را به صورت مستقیم خنك كرد و به سمت فضای مورد تهویه فرستاد.

كالكتورهای خورشیدی[5] قسمت مهمی از هر سیستم خورشیدی هستند كه انرژی خورشیدی را به گرما در دمای مناسب تبدیل می­كنند، كه این گرما قدرت مورد نیاز برای سیكل سرمایش است. كالكتورها انواع مختلفی دارند كه از صفحات تخت با دمای پایین تا صفحات پیچیده با دمای بسیار بالا را شامل می­شوند. با افزایش تقاضا برای تهویه مطبوع در سال­های اخیر به خصوص در مناطق گرم­سیر و مرطوب تقاضا برای مصرف انرژی زیاد شده است. از آنجایی كه در فصل گرما تقاضا برای مصرف انرژی الكتریكی بسیار زیاد می­شود در این فصل با قطعی جریان برق مواجه هستیم و تقاضای بیشتر برای انرژی الكتریكی با مشكل مواجه است. با استفاده از تكنولوژی­های جدید می­توان از انرژی خورشیدی در چنین مواقعی استفاده كرد.

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

شکل (1): نمای یك سیكل تهویه مطبوع خورشیدی

در این نوشتار سیکل­های جذبی خورشیدی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ابتدا مطالعه مقدماتی و حرارتی سیستم­های جذبی متداول و سیستم­های جذبی خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به متغیر بودن میزان تابش خورشیدی در طول ماه­ها و ساعات مختلف فصول گرمایی، آنالیز حرارتی و ترمودینامیکی به صورت وابسته به زمان ( آنالیز دینامیکی) مورد تحلیل وبررسی قرار گرفته است. در مرحله بعد آرایش کامل سیستم­های جذبی خورشیدی از نظر موضوعات اگزرژی و قانون دوم مورد بررسی قرار گرفته تا به کمک آن تحلیل جامع ترمواکونومیک سیستم و بهینه سازی آن قابل بررسی باشد.

مرور تحقیقات انجام شده قبلی

Srikhirin و همکاران[9]  یک  مقاله در مورد تکنولوژی مبردهای جذبی مانند مدل­های گوناگون ARS ها، تحقیقات انجام شده در مورد سیالات عامل و اصلاح فرآیندهای جذبی ارائه کردند. Kececiler و همکاران [10] یک مطالعه تجربی درمورد آنالیز ترمودینامیکی یک ARS بازگشت پذیر با استفاده از مخلوط آب و برمید لیتیم انجام داد. Joudi  و Lafta [11] یک مدل شبیه سازی کامپیوتری حالت- ثابت برای پیش بینی کارایی یک ARS که در آن از لیتیم برماید – آب استفاده می شود، ارائه داد.