ساخت و ارزیابی یک چرخ آنتالپی آزمایشگاهی مورد استفاده در صنایع و تاسیسات کشاورزی

با توجه به اهمیت راندمان مصرف انرژی، یافتن راه هایی به منظور صرفه جویی و جلوگیری از هدر رفت انرژی حائز اهمیت است. یکی از راه های صرفه جویی در مصرف انرژی، بازیافت انرژی هدر رفته ناشی از تهویه ساختمان است. این مسئله سال هاست که مورد توجه کشورهای توسعه یافته است به طوری که با استفاده از تهویه های بازیافت انرژی، از خروج حرارت تولید شده در زمستان و نیز از ورود حرارت بیرون به داخل در تابستان، تا حد امکان جلوگیری می کنند. یک نوع از تهویه های بازیافت انرژی، چرخ های آنتالپی است که در دو نوع چرخ حرارتی و چرخ انرژی ارائه شده اند. چرخ های حرارتی تنها دما را بازیابی می کنند در حالیکه چرخ های انرژی علاوه بر دما، رطوبت را نیز بازیابی می کنند. در این تحقیق اقدام به ساخت یک نمونه چرخ آنتالپی از نوع حرارتی شد تا بتوان امکان کاربرد آن ها را در ساختمان های مختلف کشاورزی بررسی نمود. برای ساخت چرخ آنتالپی از کوچکترین ابعاد پیشنهادی یک شرکت سازنده این دستگاه به نام klingenburg (که پیشگام در این صنعت است) استفاده شد. پس از ساخت دستگاه با ایجاد شرایط آزمایشگاهی، به ارزیابی بازده دستگاه پرداخته شد. در این تحقیق با استفاده از طرح آزمایشی فاکتوریل بر پایه کاملا تصادفی، بازده دستگاه ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور دستگاه در سه سطح دمای بیرون به میزان 10،5و15 درجه سلسیوس و با دو سطح اختلاف دمای بیرون و داخل 15 و 10 درجه سلسیوس و در سه تکرار مورد آزمایش قرار داده شد. در بین فاکتورهای مورد مطالعه، اثر تغییر دمای هوای بیرون بر روی بازده معنی دار نشد. نتایج نشان داد که دستگاه در سطوح مختلف دمای بیرون می تواند کارایی خوبی داشته باشد. عامل اختلاف دمای بین هوای بیرون و داخل بر روی بازده معنی دار شد و مشخص گردید که با افزایش اختلاف دما بازده دستگاه نیز افزایش می یابد. بهترین بازده متوسط از میانگین سه تکرار آزمایش، برای دمای هوای بیرون 5 درجه سانتی گراد و اختلاف دمای بین هوای بیرون و داخل 15 درجه سانتی گراد مقدار 64% بدست آمد. پس از محاسبه بازده و ارزیابی حرارتی دستگاه، به منظور نمایان تر شدن ارزش استفاده از سامانه های بازیافت انرژی، به محاسبه ضریب عملکرد دستگاه (cop) و نیز ارزیابی اقتصادی دستگاه پرداخته شد. ضریب عملکرد دستگاه در اختلاف دمای 15 درجه سانتیگراد بین هوای بیرون و داخل مقدار 88/28 بدست آمد. برای ارزیابی اقتصادی دستگاه، فاکتور بازگشت سرمایه برای سه واحد مرغداری، گلخانه و ساختمان اداری با سوخت های متفاوت گرمایشی محاسبه شد. بهترین دوره بازگشت سرمایه برای واحد مرغداری با سوخت مصرفی گازوئیل با قیمت جهانی، مقدار 5/1 سال بدست آمد.