ارزیابی عملکرد سامانه ترکیبی آب گرم‌کن/آب شیرین‌کن خورشیدی خانگی

ضامن, محمد; رضاخانی, ناصر; رجبی, مهدیه; زینالی دانالو, میرعلی اصغر

ارزیابی عملکرد سامانه ترکیبی آب گرم‌کن/آب شیرین‌کن خورشیدی خانگی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

کرج، مجتمع تحقیقاتی جهاد دانشگاهی، پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران

چکیده

استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها یکی از راه‌حل‌های مقابله با بحران آب در کشور می‌باشد. روش رطوبت‌زنی- رطوبت‌زدایی هوا یا به اختصار HD، یکی از روش‌های نمک‌ زدایی از آبهای شور در ظرفیت‌ های پایین است که طی سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله طرحی برای ترکیب آب‌شیرین‌کن HD خورشیدی با آب‌ گرم‌ کن خورشیدی خانگی ارایه شده است. این دستگاه در مقیاس خانگی و برای تأمین همزمان آب شرب و آب گرم مصرفی یک خانوار طراحی شده و برای مناطق دورافتاده و کم‌جمعیت کویری گزینه‌ای مناسب می‌باشد. پس از بررسی ترکیب‌ های گوناگون این دو دستگاه و انتخاب و ارزیابی فرایند نهایی، ساخت دستگاه ترکیبی در پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران انجام شد و آزمایش‌های لازم بر روی آن صورت گرفت. پارامترهای گوناگون و مؤثّر در عملکرد دستگاه مانند شدت جریان ورودی به کندانسور، محدوده دمایی عملکرد آب شیرین‌کن و میزان تابش دریافتی خورشید مورد بررسی قرار گرفت. این دستگاه با توجه به شرایط تابش خورشید در کرج در ماه‌ های بهار و تابستان مورد ارزیابی قرار گرفت که بر این اساس با استفاده از 4 عدد کلکتور خورشیدی می‌ تواند روزانه تا 20 لیتر آب شیرین و حدود 250 لیتر آب گرم تولید کند. با توجه به اینکه در فرایند طراحی شده آب شور خروجی از آب‌ شیرین‌ کن به عنوان آب گرم مصرفی مورد استفاده قرار می‌ گیرد، درنتیجه میزان استفاده از آب گرم توسط مصرف‌ کننده دورریز آب دستگاه کاهش می ‌یابد که بر اساس طراحی صورت گرفته می‌ تواند در برخی روزها به صفر برسد. بنابراین افزون بر به‌ کارگیری انرژی خورشید در تأمین گرمای مورد نیاز، صرفه‌جویی مناسبی در مصرف آب صورت می ‌گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

انرژی، انتقال حرارت

مراجع

[1] Ben Bacha H., Bouzguenda M., Abid M.S., Maalej A.Y., Modeling and Simulation of a Water Desalination Station with Solar Multiple Condensation Evaporation Cycle Technique, Renewable Energy, 18: 349-365 (1999).

[2] Ben Bacha H., Malej A.Y., Ben Dhia H., Ulber I., Uchtmann H., Engelhardt M., Krelle J., Perspective of Solar-Powered Desalination with the SMCEC Technique, Desalination, 122: 177-183 (1999).

[3] BenBacha H., Damak T., Bouzguenda M., Mallej A.Y., Ben Dhia H., Study of A Water Desalination Station Using the SMCEC Technique: Dynamic Modeling and Simulation, Desalination, 137: 53-61 (2001).

[4] BenBacha H.,. Damak T, Bouzguenda M., Mallej A.Y., Ben Dhia H., A Methodology to Design and Predict Operation of A Solar Collector for a Salar-Powered Desalination unit Using the SMCEC Principde, Desalination, 156: 305-313 (2003).

[5] Zehui Changa, Hongfei Zhenga., Yingjun Yanga,Yuehong Suc., Zhanchun Duana, Experimental Investigation of A Novel Multi-Effect Solar Desalination System Based on Humidification-Dehumidification Process, Renewable Energy, 69: 253-259 (2014).

[6] Kabeel A.E., El-Said E.M.S., A Hybrid Solar Desalination System of Air Humidification, Dehumidification and Water Flashing Evaporation. Experimental Investigation, Desalination, 341: 50-60 (2014).

[7] Guofeng Yuana., Zhifeng Wanga., Hongyong Lib., Xing Lib., Experimental Study of A Solar Desalination System Based on Humidification Dehumidification Process, Desalination, 277: 92-98 (2011).

[8] Soufari S.M., Zamen M., Amidpour M, Experimental Validation of An Optimized Solar Humidification-Dehumidification Desalination Unit, Desalination and Water Treatment, 6: 244-251 (2009).

[9] Zamen M., Soufari S.M., Abbasian Vahdat S., Amidpour M., Zeinali M.A.A., Izanloo H., Aghababaie H., Experimental Investigation of a Two-Stage Solar Humidification-Dehumidification Desalination Process, Desalination, 332: 1-6 (2014).

[10]ضامن، محمد؛ گزارش طرح "طراحی سیستم ترکیبی آبگرمکن/آب شیرین کن خورشیدی خانگی"، پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران، کارفرما: شرکت بهینه سازی مصرف سوخت، (1388).

[11] Zamen M., Amidpour M., Soufari S.M., Cost Optimization of a Solar Humidification-Dehumidification Desalination Unit Using Mathematical Programming, Desalination, 239: 92-99 (2009).

[12] Stocker W.F., Jones J.W., "Refrigeration and Air Conditioning", McGraw Hill, Singapore, (1982).

[13] Soufari S.M., Zamen M., Amidpour M., Performance Optimization of Humidification-Dehumidification Desalination Process Using Mathematical Programming, Desalination, 237: 305-317 (2009).