پنجمین-همایش-سراسری-محیط-زیست-صنایع برودتی حقیقی

استفاده از هیت پمپهای زمین گرمایی برای تامین برودت سردخانه (بخش۱)

چکیده:این مقاله، تحلیل هیت پمپ برای یک سردخانه و همچنین هزینههای هیت پمپ، محاسبه های سردخانه و مقایسه پمپ ای ه زمین گرمایی با انواع چیلرها به روش سر اگشتی ارائه شده است. تحلیل در این مقاله برای سرمایش و گرمایش میباشد اما در سیستم سردخانه فقط سرمایش در نظر گرفته شده است.

نتایج نشان میدهد که استفاده از هیت پمپ باعث صرفهجویی قابل مالحظهای در مصرف برق می هایو سیستم شود هیت پمپ از لحاظ زیست محیطی جزء پاک . بررسیباشندها میترین های اقتصادی نشان می هد د که پروژه پمپهای حرارتی زمین گرمایی در یک دوره میان مدت بازگشت سرمایه دارند اما با توجه به رشد مصرف انرژی و افزایش قیمت برق و انرژی در جهان پیش بینی میشود که در سالهای آینده این سیستم جایگاه مناسبی حتی در بین سیستم ای تهویه ه مطبوع به دست آورند.

کلمات کلیدی:هیت پمپ زمین گرمایی، سردخانه، قاعده سرانگشتی

مقدمه

ابتدا باید نوع سردخانه که شامل سردخانه باالی صفر و سردخانه زیر صفر است. در مرحله دوم به سراغ تعیین قسمت هر وجود های م سردخانه که بسته به نوع سردخانه متغییر میباشد میرویم. این قسمتها شامل سالن پیش سرمایش، تونل انجماد، اتاقک ای اصلی ه سردخانه، انبار سردخانه و قسمتهای موجود دیگر می باشد. مرحله سوم شامل محاسبات بار سرمایشی سردخانه میباشد که متشکل از مجموعه حرارتهایی است که از روشهای مختلف و به وسیله منابع گوناگون تولید و به داخل سردخانه منتقل می ده گردد. منابع عم تولید حرارت که بار سرمایشی را در سردخانهها بوجود می آورند عبارتند از:

الف) انتقال حرارت به واسطه نفوذ هوای گرم خارج به فضای داخل سردخانه که از طریق درهای باز و درزهای موجود در پنجرهها و درها صورت می گیرد.

ب) بار حرارتی محصوالت گرم ورودی به سردخانه که باید درجه حرارت آنها به منظور نگهداری تا دمای مطلوب کاهش یابد

ج) حرارت انتقال یافته از طریق دیوارها، سقف و کف سردخانه که به دو شکل هدایت حرارتی و تششع رخ می دهد

د) بارهای متفرقه که شامل حرارتهای تولید شده ناشی از حضور افراد در فضای سردخانه، چراغها، موتورهای الکتریکی، فنها، لیفتراکها و دیگر تجهیزات الکتریکی است.

هر کدام از موارد گفته شده دارای محاسبات برای انتخاب صحیح اجزای مورد استفاده در سامانه تبرید سردخانه است که به همه ی موارد پرداخته می شود.

بار سرمایشی ناشی از انتقال حرارت از طریق دیوارها، سقف و کف سردخانه

نتقال حرارت از طریق دیوارها، سقف و کف به دو شکل هدایت حرارتی و تششع صورت میپذیرد. هدایت حرارتی ناشی از وجود اختالف دما بین درجه حرارت بیرون از سردخانه و دمای پایین فضای داخل سردخانه است. اما انتقال حرارت تششعی مربوط به دیوارهای خارجی و سقفهایی از سردخانه است که طی روز در معرض تابش خورشید هستند و باید در محاسبات بار سرمایشی لحاظ شوند. هدایت حرارتی در جدارههای سردخانه را میتوان به کمک رابطه ساده (۱) محاسبه کرد:

پنجمین-همایش-سراسری-محیط-زیست-صنایع برودتی حقیقی

در رابطه (۲) hi و ho به ترتیب ضریب انتقال حرارت جابجایی و ضریب فیلم مربوط هوای خارج جداره سردخانه، x i و k i به ترتیب ضخامت و ضریب هدایت حرارتی مصالح iام به کار رفته در جداره و R مقاومت حرارتی کل است .

در جدول استاندارد می توان ضریب هدایت حرارتی مصالح اغلب موادی که در جدارههای سردخانه استفاده میشوند، استخراج نمود[۱٫[

در انتخاب جنس مناسب برای جدارههای مختلف یک سردخانه، هدف اصلی کاهش اتالفات حرارتی است. بنابراین به منظور کاهش U یا افزایش مقاومت حرارتی R جداره از وجود عایقهای حرارتی مناسب که دارای ضریب هدایت حرارتی پایینی هستند، استفاده میشود. با توسعه ی مواد مختلف در مصالح ساختمانی، سقف های کاذب، شیشه های دو جداره و … می توان تا مقدار مناسبی از اتالفات انرژی در یک سرد خانه جلو گیری نمود(برای دست رسی به این ضرایب به جداول استاندارد مراجعه شود)[۴] .

به منظور تعیین درجه حرارتهای طرح خارج T0 و داخل Ti از جدول های گوناگون استفاده می از سایت شود. سازمان هوا شناسی کشور [۲ [می توان برای کلیه شهرهای ایران شرایط آب هوایی را استخراج نمود که در جدول شماره (۱) شرایط مختلف آب و هوایی آبادان )برای نمونه( در فصول تابستان و زمستان درج شده است. اگر سردخانه در داخل ساختمان یا فضای محفوظ قرار دارد، درجه حرارت T0 همان درجه حرارت ساختمان است. اما اگر سردخانه در فضای باز قرار دارد از جدول شماره (۲) میتوان دمای T0 را به دست آورد.

پنجمین-همایش-سراسری-محیط-زیست-صنایع برودتی حقیقی

انتقال حرارت تششعی ناشی از تابش خورشید

در طراحی سردخانهها اغلب از تابش مستقیم نور خورشید جلوگیری میشود. به این منظور روی قسمتهیی که در معرض تابش آفتاب هستند ایرانت قرار داده و بین ایرانت و جداره یک فاصله هوایی ایجاد میکنند. در صورتی که دیوارهها و سقف سردخانه در معرض نور خورشید قرار گیرند به منظور در نظر گرفتن اثر تششع باتوجه به رنگ و جهت دیوار و سقف، به اختالف درجه حرارت ( To-Ti ) در رابطه شماره (۱) مقداری اضافه میشود که این میزان در جدول شماره (۳) مشخص شده است. شایان ذکر است که مقادیر خوانده شده از جدول شماره (۶) برای در نظر گرفتن اثر حرارتی خورشید در محاسبه انتقال حرارت از جدارههای سردخانه به اختالف دمای طرفین دیوارهها اضافه میگردد. عالوه بر این این تصمیمات نباید در طراحی سامانههای تهویه مطبوع مورد استفاده قرار گیرد.

پنجمین-همایش-سراسری-محیط-زیست-صنایع برودتی حقیقی

بار سرمایشی ناشی از نفوذ هوای گرم به داخل سردخانه

هوای گرمی که وارد سردخانه میشود، باید تا دمای فضای داخل سردخانه خنک شود، بنابراین بار سرمایشی آن به بار سردخانه اضافه میشود. عواملی چون باز ماندن درهای سردخانه به منظور رفت و آمد افراد ویا لیفتتراکها، نفوذ هوا از طریق درز درها و پنجرهها و لزوم تهویه اجباری هوای داخل سردخانه باعث ورود هوای گرم میشوند. افزون بر سرد نگه داشتن فضا، هوای داخل فضای مورد نظر باید تهویه مکانیکی نیز شود. با توجه به مباحث ذکر شده، لزوم محاسبه بار سرمایشی ناشی از نفوذ هوای گرم به داخل سردخانه احساس میشود. این بار برابر است با:

در جدول شماره (۵) دبی حجمی متوسط هوای نفوذی بر اثر باز و بسته شدن در برای حجمهای مختلف سردخانههای با دمای باال و زیر صفر درجه ارائه شده است. ارقام مندرج در این جدول برای سرویسها و کاربردهای متوسط است. اما اگر سرویس سنگین بکار رود باید به مقادیر مندرج ۵ % اضافه کرد. همچنین در صورتی که در سردخانه به طور مستقیم به فضای باز مرتبط نباشد از مقادیر خوانده شده %۵۵ شود.کسر می شود..

پنجمین-همایش-سراسری-محیط-زیست-صنایع برودتی حقیقی

به منظور محاسبه بار سرمایشی تعویض هوا با استفاده از رابطه (۴) میزان دفع حرارت الزم برای هر لیتر هوای نفوذی نیز باید تعیین شود. این میزان حرارت در دماهای مختلف هوای نفوذی و برای سردخانههای با دمای باالی صفر و زیر صفر از جداول شماره (۸) و (۹) به ترتیب به دست می اید.

پنجمین-همایش-سراسری-محیط-زیست-صنایع برودتی حقیقی
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

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