بررسي و مقايسه عملكرد سيستم تبريد جذب سطحي با بكارگيري حرارت هاي اتلافي موتور ديزل خودروهاي سنگين

Performance study of adsorption cooling system driven by waste heats of heavy trucks diesel engine

ميزان بالاي اتلاف حرارت در موتورهاي ديزلي كه با آب خنك مي شوند، محققان را بر آن داشته تا با بكارگيري اين حرارت هاي اتلافي به عنوان انرژي ورودي سيستم سرمايشي خودروهاي سنگين راندمان موتورها را افزايش دهند. سيستم هاي تبريد جذب سطحي با توجه به مزايايي كه دارند گزينه مناسبي براي اين مقصود هستند. حرارت هاي اتلافي موتور به دو بخش عمده اتلاف حرارت در گازهاي اگزوز و حرارت هدر رفته آب خنك كن موتور در رادياتور تقسيم ميشود و بكارگيري هر كدام از اين دو به عنوان انرژي ورودي سيستم تبريد جذب سطحي تجهيزات و جفت جاذب و جذب شونده خاص خود را مي طلبد. در اين مقاله با استفاده از يك مدلسازي جامع هر دو سيستم تبريد جذب سطحي آب رادياتوري با جفت كاري سيليكاژل-آب و اگزوزي با جفت كاري زئوليت-آب شبيه سازي شده است. دو سيستم در يك مبدل بستر جاذب يكسان و در شرايط محيطي مشابه مورد مقايسه قرار گرفته و بر مبناي آن سيستمي كه عملكرد مناسب تري دارد تعيين مي گردد. شبيه سازي ها نشان داد كه سيستم تبريد جذب سطحي با انرژي ورودي گازهاي اگزوز توانايي بالاتري در توليد سرمايش دارد. همچنين عملكرد هر دو سيستم در شرايط محيطي متغير نيز مورد بررسي قرار گرفت كه بررسي ها نشان داد با افزايش دماي محيط عملكرد هر دو سيستم تبريد جذب سطحي به صورت تقريبا خطي افت پيدا مي كند كه اين افت در سيستم تبريد آب رادياتوري شديدتر از سيستم اگزوزي است.

The large amount of diesel engine waste heats compels researchers to design systems that utilize the engine waste heat to provide the cooling demand of the heavy-duty vehicles and improve the engine efficiency. Considerable advantages of adsorption cooling system lead to them being selected for this purpose. Coolant and exhaust gases are the main sources of waste heats of diesel engines and using each of them to drive the adsorption cooling system requires its own equipment and working pair. In this paper, a detailed numerical model has been developed to examine the performance of the adsorption cooling system driven by the coolant and exhaust waste heats with the working pairs of silica gel-water and zeolite13x-water, respectively. An identical absorbent bed and ambient conditions have been employed to compare the performance of both systems to identify the more appropriate system. The results show that exhaust driven adsorption cooling system has a better capability to meet the vehicle cooling demand. Moreover, the performance of both adsorption cooling systems was examined under variable ambient condition. Results indicate that increase in ambient temperature leads to an almost linear performance drop in both systems that is more considerable in the coolant-driven adsorption system.