مدل‌سازي سه بعدي بستر چيلرهاي جذب سطحي سيليكاژل-آب به منظور بررسي تاثير دماي آب گرم ورودي

Three Dimensional Modeling of the Bed in Silica Gel/Water Adsorption Chiller: The Effect of Heating Fluid Temperature

استفاده از منابع حرارتي به جاي انرژي الكتريكي براي توليد سرمايش، مبحثي مهم در صنعت تبريد است. چيلرهاي جذب سطحي، توانايي استفاده از منابع حرارتي با بازه دمايي گسترده را دارند و در بازيابي انرژي حرارتي در حال هدر رفتن بسيار كارآمد مي‌باشند. چرخه جذب سطحي بر اساس جذب و احياي يك ماده جذب شونده در مواد جاذب كه ذرات جامد متخلخل‌اند، كار مي‌كند. در اين مقاله، تاثير دماي آب گرم ورودي بر عملكرد چيلر جذب سطحي سيليكاژل‌ـ آب به وسيله مدل‌سازي عددي بررسي شده است. مدل‌سازي شامل انتقال حرارت در سيال حرارتي، لوله فلزي و پره‌ها و انتقال حرارت و جرم در بستر مواد جاذب است كه بايد به‌ صورت هم‌زمان حل شوند. نتايج عددي نشان مي‌دهد زمان چرخه با افزايش دماي آب گرم ورودي كاهش مي‌يابد. ضريب عملكرد در دماي 50 تا 70 درجه سلسيوس با شيب زيادي افزايش مي‌يابد و در 100 درجه سلسيوس به مقدار 74/0 مي‌رسد، اما ظرفيت سرمايش مخصوص به ‌صورت تقريباً خطي با افزايش دماي آب گرم ورودي افزايش مي‌يابد.

The application of heat sources as an alternative to the electric energy has been an important issue in the refrigeration technology. Adsorption chillers are capable of employing heat sources in wide-range temperature and recovering low-grade waste energy. The adsorption cycle is working on the basis of adsorption and desorption processes of a refrigerant in porous media. In this study, a numerical model is developed to investigate the effect of heating water temperature on the performance of silica gel/water adsorption chiller. The simulation consists of solving heat transfer equations for fins, metal tube and thermal fluid along with the heat and mass transfer equations for an adsorbent bed simultaneously. The numerical results show that the cycle time reduces with the increase in heating water temperature. Coefficient of performance increases sharply with the increase in heating water temperature at temperature of 50-70 ?C and reach to 0.74 for temperature of 100 ?C while the specific cooling power increases almost linearly with the increase in heating water temperature.