مطالعه آزمايشگاهي سيستم آب شيرين كن خورشيدي با استفاده از PCM و متلاطم ساز هاي جريان

Experimental Study of Solar Distillation using PCM and Flow Turbulators

مناطق داراي پتانسيل بالاي استفاده از انرژي پاك و نامحدود خورشيدي گزينه مناسبي براي بكارگيري سيستم‌هاي آب‌شيرين‌كن خورشيدي مي‌باشند. ايران داراي مناطق وسيع برخوردار از تابش مناسب خورشيد بوده و با وجود منابع آب‌شور در شمال و جنوب كشور، موقعيت مناسبي براي بكارگيري سيستم‌هاي آب‌شيرين‌كن خورشيدي را داراست. تحول و پيشرفت عملكرد آب‌شيرين‌كن‌هاي خورشيدي در دستور كار محققين در سال‌هاي اخير بوده است تا بتوانند بيشترين بهره را از توسعه اين سيستم در شرايط بحران آب داشته باشند. در اين تحقيق با استفاده از يك سيستم آب‌شيرين‌كن خورشيدي به بررسي همزمان اثر ذخيره‌سازي گرماي اضافي با استفاده از PCM ها و بكارگيري متلاطم‌سازها در مسير جريان يك مبدل مارپيچ و همچنين اعمال تغييرات در دبي آب شور، در دبي توليدي آب شيرين در منطقه معتدل مرطوب پرداخته شده است كه بررسي همزمان اين شرايط نوآوري اين تحقيق مي‌باشد. اين آزمايشات در طول يك سال انجام گرفته است. نتايج آزمايشات نشان داده كه در ماه‌هاي سرد (آذر تا فروردين) استفاده از PCM تاثيري در كارايي سيستم ندارد. اما تاثير PCM روي افزايش زمان كار سيستم در ماه‌هاي گرم (ارديبهشت تا آبان) از تاثير مخزن ذخيره آب گرم بيشتر است. نتايج، افزايش ميزان آبدهي سيستم در اثر استفاده از مخزن ذخيره‌سازي گرما تا 7% و استفاده از PCM تا 14% را نشان مي‌دهد. همچنين استفاده از متلاطم‌سازها نيز توانسته است با افزايش ميزان انتقال حرارت تا 14% نسبت به حالت ساده، موجب افزايش ميزان آبدهي سيستم گردد. بيشترين ميزان آب شيرين استحصالي نيز 2250 ميلي ليتر در روز بوده است.

High potential regions for using clean and widespread solar energy are suitable choices to apply solar distillation systems. Iran has a large area with exposed solar radiation and also vast salty water sources in the south and north of country, hence and appropriate situation exists for the use of solar stills and solar distillation equipment. Researchers have focused on development and improvement of working solar distillation champers in recent years to benefit from this modern technology in water crisis conditions. In this research, effect of storage of further heat and also using PCM were surveyed when flow turbulators were applied in the spiral heat exchanger and the salty water flow rates were simultaneously changing and it is this which is the novelty of this research. These experiments were carried out in Babol city, which is a wet region with a mild climate in the north of Iran. These tests also were done during a period of one year. The experiment results determined that during cold months (December to April) using PCM has no effect on efficiency of system. But in warm months (May to November) the effect of PCM is more than the effect of stored heated water. The results show that using heat storage and also applying PCM increase the distilled water gain of system up to 7% and 14% respectively. Furthermore, using turbulators can improve system’s water gain by increasing the heat transfer up to 14%. Maximum distilled water gain was equal to 2250 milliliter/ day.