Skip to main content
SUPERVISOR
AliAkbar AlemRajabi,Ahmad Moheb
علی اکبر عالم رجبی (استاد راهنما) احمد محب (استاد مشاور)
 
STUDENT
Milad Zahir
میلاد ظهیرجوزدانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Investigation on the Performance of Chemical Heat Pump with Adsorption Process
As a result of heavily urbanized societies and their consequent need through the last decades, CFCs have been widely used in compressor equipped air conditioning systems. Although, these kinds of equipments are used a lot, various questions have been raised against the use of them. This is due to compressor's high energy consumption, low efficiencies in power plants, and environmental crises. Therefore, world-wide scientific and research motivation has been sharply increasing to limit the use of CFCs and make energy consumption more efficient.The goal of this project is based on design and construction of an experimental prototype of an adsorption chiller and analysis of different parameter's effect on its performance. In comparison to previous works, this chiller is very small in dimension and a small quantity of silica gel mass is used in it, which make the device a unique one. Furthermore, to increase the heat transfer through the heat exchanger chamber, epoxy resin is used to attach silica gel pieces to the heat exchanger surface. Thus, the chiller could be categorized as an adsorption chiller with coated heat exchanger.The unit contains an adsorption chamber, evaporator and a condenser. Also, a mercury vacuum manometer has been designed and installed on the unit to measure the pressure in different parts.After production and making sure that the unit is perfectly sealed, some tests were done to investigate the effect of different parameters on its performance. These parameters are temperature of hot water inlet to the adsorption chamber, the temperature of cold water inlet to the condenser, the temperature of chilled water inlet to the evaporator, hot and cold water flow through the heat exchanger chamber, system primary vacuum pressure and cycle duration.Duo to existing constraints, the device performance is lower than what was expected. Analysis shows that the most important causes for low performance are tiny dimension of the device, minute amount of silica gel mass usage and pressure losses in the system. Tests results show that any increase in the hot water source temperature or in the cool water source temperature, will cause a rise in the coefficient of performance (COP) and specific cooling power (SCP). On the other hand, an increase in the temperature of cold water source will reduce the COP and SCP. Also, it was proved that an increase in the mass flow rates of hot and cold water passing through the heat exchanger of adsorption chamber, slightly raises the COP and SCP. However, if the system primary vacuum pressure is increased, these two parameters would be dramatically reduced.Based on the test results, there will be an optimum cycle duration, for which the SCP is maximum. This phenomenon occurs in the cycle duration of 12 minutes. Key Words: adsorption, silica gel, chiller, chemical, heat pump
با گسترش روزافزون زندگی شهری و نیازهای آن طی دهه های گذشته، میزان استفاده از CFCها در وسایل تهویه مطبوع کمپرسور دار، به طرز چشمگیری افزایش یافته است. میزان بالای انرژی الکتریکی مصرفی کمپرسورها و اتلافات انرژی در نیروگاه ها به منظور تولید برق از یک سو و از سوی دیگر بحران های زیست محیطی باعث شده اند تا ادامه استفاده از این نوع وسایل تهویه مطبوع، با سوالات متعددی مواجه شود. یکی از مواردی که می تواند جایگزین مناسبی برای این نوع وسایل تهویه مطبوع باشد استفاده از چیلر جذب سطحی است. در این پروژه به طراحی و ساخت یک نمونه آزمایشگاهی چیلر جذب سطحی با ماده جاذب سیلیکاژل، و بررسی و تحلیل پارامترهای مختلف بر عملکرد آن، پرداخته شده است. چیلر جذب سطحی ساخته شده، از لحاظ جرم سیلیکاژل مصرفی و ابعاد دستگاه، بسیار کوچک بوده و از این لحاظ قابل قیاس با کارهای انجام شده دیگر در این زمینه نمی باشد. از طرف دیگر برای افزایش انتقال حرارت در مبدل حرارتی محفظه جذب آن، از رزین اپوکسی به منظور چسباندن دانه های سیلیکاژل به سطح این مبدل حرارتی استفاده شده است. لذا می توان آن را در دسته کلی چیلرهای جذب سطحی با مبدل حرارتی پوشش دار، طبقه بندی نمود. در ساخت این دستگاه از یک محفظه جذب، یک تبخیر کننده و یک چگالنده و همچنین به منظور اندازه گیری فشار درون محفظه های مختلف سیستم، از مانومتر خلا طراحی و ساخته شده جیوه ای که بر روی دستگاه نصب گردیده، استفاده شده است. پس از ساخت دستگاه و اطمینان از آب بندی آن، آزمایش های مورد نظر به منظور بررسی و تحلیل تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد دستگاه، انجام گرفته است. پارامترهای مورد بررسی شامل دمای منبع آب گرم (ورودی به محفظه جذب)، دمای منبع آب سرد (ورودی به چگالنده)، دمای منبع آب خنک (ورودی به تبخیر کننده)، دبی آب گرم و سرد عبوری از مبدل حرارتی محفظه جذب، فشار خلا اولیه سیستم و زمان سیکل می باشد. به دلیل محدودیت های موجود، عملکرد دستگاه ساخته شده، از حد مورد انتظار ضعیف تر می باشد. تحلیل ها نشان می دهند که کوچک بودن بیش از حد دستگاه، استفاده از جرم بسیار کم سیلیکاژل و افت فشارهای موجود دستگاه، از مهمترین عواملی هستند که باعث شده عملکرد دستگاه، از حد انتظار ضعیف تر باشد. نتایج آزمایش ها نشان دادند که افزایش دمای منبع آب گرم و منبع آب خنک، باعث افزایش ضریب عملکرد و قدرت سرمایش مخصوص دستگاه می شوند؛ در حالی که افزایش دمای منبع آب سرد، کاهش ضریب عملکرد و قدرت سرمایش مخصوص دستگاه را به دنبال خواهد داشت. افزایش دبی آب گرم و سرد عبوری از مبدل حرارتی محفظه جذب، ضریب عملکرد قدرت سرمایش مخصوص دستگاه را کمی افزایش می دهد، در حالی که افزایش فشار خلا اولیه، این دو پارامتر تعیین کننده عملکرد سیستم را به شدت کاهش خواهد داد. با استفاده از نتایج آزمایش ها مشخص می شود که از نظر زمان سیکل، نقطه بهینه ای وجود دارد که در آن قدرت سرمایش مخصوص دستگاه، بیشینه می گردد. این پدیده در زمان سیکل برابر 12 دقیقه (6 دقیقه نیم سیکل احیا و 6 دقیقه نیم سیکل جذب) اتفاق می افتد.کلمات کلیدی: سیلیکاژل، جذب سطحی، چیلر، شمیایی، پمپ حرارتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی