بهبود مشخصات ساختاری- عملکردی و تحلیل اکسرژی بستر جاذب در چیلرهای جذب سطحی

تبرید جذب سطحی روشی جدید در تولید سرمایش با استفاده از انرژی حرارتی است. قابلیت بکارگیری منابع انرژی با ارزش گرمایی پایین و سازگاری با محیط زیست از جمله مهمترین مزایای این سیستم نسبت به انواع تراکمی و جذب حجمی می باشد؛ گرچه توان تبرید پایین و شرایط کارکردی تحت خلا گسترش این فناوری را محدود کرده است. از میان اجزای این سیستم، بستر جاذب مهمترین قسمت بوده و نقش کمپرسور حرارتی را ایفا می کند، لذا طراحی بهینه اجزا و فرایند های آن می تواند به صورت چشمگیر عملکرد کل چیلر را بهبود بخشد. با توجه به گستردگی پارامترهای موثر بر عملکرد بستر، استفاده از مدل سازی عددی در مقابل روش های پرهزینه آزمایشگاهی اجتناب ناپذیر است. بدین منظور در مطالعه حاضر مبدلی حرارتی شامل فین های صفحه ای و ذرات sws-1l که فواصل بین فین ها راپر می کنند به عنوان بستر جاذب انتخاب شده و پس از تعیین حوزه مناسب مدل سازی، معادلات انتقال حرارت و انتقال جرم حاکم بر اجزای بستر به صورت همزمان حل می شوند. نتایج حاصل از بررسی تاثیر شکل هندسی فین ها، ارتفاع و فاصله بین فین ها بر عملکرد بستر به طراحی نمودارهایی منتهی می شود که به کمک آن ها می توان هندسه و چیدمان مطلوب فین ها را با توجه به شرایط کارکرد سیستم مشخص کرد. همچنین بررسی تاثیر قطر ذرات جاذب بر عملکرد بستر نشان می دهد زمان سیکل نسبت به قطر ذرات دارای مقداری حداقل است که این مقدار متناظر با حداکثر توان تبرید مخصوص می باشد. صرف نظر از مشخصات هندسی فین ها و دمای آب جاری در لوله ها، قطر بهینه در مطالعه حاضر در بازه ی 2/0 تا 3/0 میلیمتر قرار خواهد گرفت. بررسی تاثیر همزمان دبی جرمی و دمای آب جاری در لوله های بستر جاذب در مراحل گرمایش و سرمایش نیز نشان می دهد که دبی جرمی بهینه آب گرم و آب سرد در این سیستم برابر نبوده و این دبی بهینه می بایست برحسب دمای آب تعیین شود. همچنین به کمک تحلیل قانون دوم ترمودینامیک، تخریب اکسرژی در اجزای مختلف بستر و مراحل مختلف سیکل بررسی شده است. نتایج نشان می دهد بیشترین نرخ تخریب اکسرژی مربوط به مراحل جرم ثابت است، اما فرایند احیا در مرحله گرمایش فشار ثابت بیشترین سهم از کل تخریب اکسرژی در یک سیکل را به خود اختصاص داده است.