سرمايش طبيعي يك ساختمان‌ منفرد با سقف گنبدي در مناطق گرم و خشك با استفاده از سامانه سرمايش جذبي خورشيدي

Passive cooling of a standalone building with domed roof in hot and arid climate assisted by solar adsorption chiller

در اين مقاله سامانه سرمايش طبيعي متشكل از سقف گنبدي و چيلر جذبي خورشيدي معرفي شده و عملكرد آن در تأمين شرايط آسايش حرارتي در شهرهاي يزد، كرمان و تهران بر اساس استاندارد ايزو 7730 مورد بررسي قرار گرفته است. در ادامه اثر پارامترهاي محيطي، سرعت باد و مشخصههاي هندسي بر عملكرد سامانه مورد بررسي قرار گرفته است. براي محاسبه دفعات تعويض هوا از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. براي محاسبه دماي هواي ورودي به اتاق، معادلات حاكم بر چيلر و كانال سرماساز به ترتيب بر اساس روش رانگكوتاي مرتبه 4 و روش تفاضل محدود حل شده‌اند. نتايج نشان ميدهد كه افزايش قطر روزنه سقف گنبدي و عرض كانال سرماساز، سبب ازدياد دفعات تعويض هوا ميشود. اما افزايش عرض دريچه ورود هوا به اتاق تا اندازه مشخصي تعداد دفعات تعويض هوا را زياد كرده و پس از آن تغييري در تعداد دفعات تعويض هوا ايجاد نمي‌شود. همچنين در زمان عملكرد چيلر، در سه شهر فوق، دماي هواي ورودي به اتاق تقريبأ ثابت باقي ميماند. در انتها شرايط محيطي كه تحت آن سامانه قادر به ايجاد شرايط آسايش حرارتي در اتاق نمونه و در 15 جولاي است؛ بدست آمده است.

In this paper, a natural cooling system composed of domed roof and solar adsorption chiller is presented and its performance to provide the thermal comfort conditions in Yazd, Kerman, and Tehran is investigated based on ISO 7730. Furthermore, the effects of environmental parameters, wind speed, and geometric characteristics on the system performance are studied. To calculate the number of air changes of the room, Ansys Fluent software is used. Additionally, to estimate the room inlet temperature, the governing equations of the adsorption chiller and cooling channel are solved based on the forth order Rungekutta and finite difference methods, respectively. The results show that increasing the incision diameter of the domed roof as well as the width of the cooling channel causes to increase the number of air changes of the room. Alternatively, increasing the width of the inlet air vent up to a threshold value will cause to increase the number of air changes. However, increasing beyond the threshold value has no significant effect on the number of air changes. Additionally in the aforementioned cities, the room inlet air temperature is almost constant when the chiller operates. Finally, the environmental conditions are determined which accordingly the system is able to provide the thermal comfort conditions in the test room on July 15.