مقايسه فني و اقتصادي سيستم هاي سرمايش جذبي و تراكمي كمك خورشيدي در تهويه يك ساختمان اداري

Techno-Economic Comparison of Solar Assisted Absorption and Compression Refrigeration Systems for Air Conditioning of an Office Building

كاربرد انرژي خورشيد به منظور تامين سرمايش فضاها در ايران و ساير كشورها در دو دهه اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش دو سيستم سرمايش تركيبي كمك خورشيدي مورد مطالعه قرار گرفته است. در يك سيستم تركيبي از چيلر جذبي ليتيم برمايدي و كلكتورهاي خورشيدي صفحه تخت و در سيستم ديگر تركيب چيلر تراكمي و پنل فتوولتائيك حرارتي در نظر گرفته شده است. به اين منظور 32% از مساحت پشت بام ساختمان توسط 105 كلكتور صفحه تخت خورشيدي هر يك به مساحت 1/591 مترمربع يا 288 پنل فتوولتائيك حرارتي هر يك به مساحت 0/556 مترمربع پوشانده شده است. هر دو سيستم از نظر انرژي، اگزرژي و اقتصادي با يكديگر مقايسه شده اند. اين مقايسه براي تامين 70 كيلووات بار سرمايشي مورد نياز يك ساختمان اداري با مساحت 500مترمربع انجام گرفته است. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه در دماي اواپراتور C°5 و دماي محيط C°27، ضريب عملكرد چيلر تراكمي 3/5 و ضريب عملكرد چيلر جذبي برابر 0/71 است. همچنين راندمان انرژي كل و راندمان اگزرژي كل به ترتيب در سيستم تركيبي چيلر تراكمي و پنل هاي فتوولتائيك حرارتي برابر 7/43% و 8/25% و در سيستم تركيبي چيلر جذبي و كلكتورهاي صفحه تخت برابر 9/16% و 6/66% است. در تحليل اقتصادي، متوسط هزينه سالانه سيستم تركيبي چيلر تراكمي و پنل هاي فتوولتائيك حرارتي برابر 9710 دلار و اين هزينه براي سيستم تركيبي چيلر جذبي و كلكتورهاي صفحه تخت برابر 7649 دلار برآورد شده است.

The application of solar energy for space cooling has been increasingly considered in Iran and other countries in the last two decades. In this study, two different configurations of a solar assisted refrigeration system have been studied. The first system is the combination of a lithium bromide vapor absorption refrigeration system and flat plate collectors. The other system is consisted of a compression refrigeration system and thermal photovoltaic panels. For this purpose, 32% of the roof area of the building has been covered with 105 flat plate collectors, each with a total area of 1.591 m2, or 288 photovoltaic panels each with an area of 0.556 m2. Both systems have been compared in terms of energy, exergy, and economic viewpoints. This comparison has been conducted for providing the 70 kW cooling capacity system required for an office building with an area of 500 m2. The results of this study showed that at an evaporator temperature of 5°C and the ambient temperature of 27°C, the coefficient of performance of the compression chiller is 3.5 and the absorption chiller is 0.71. Also, the total energy efficiency and the total exergy efficiency in the compression chiller system combined with thermal photovoltaic panels are 7.43% and 8.25% respectively. Those two parameters for the absorption chiller combined with flat plate collectors are 9.16% and 6.66%, respectively. In the economic analysis, the annual life cycle cost for the compression chiller system combined with thermal photovoltaic collectors is 9710 $ and this cost for the absorption chiller system combined with flat plate collectors is estimated 7649 $.