آنالیز اکسرژتیک یک واحد تصفیه آب شیرین کن خورشیدی ترکیبی با حداکثر ظرفیت تولید 14 لیتر در روز با ورودی آب خلیج فارس و افزایش راندمان با استفاده از سیستم گرمایش پشتیبان

در یک دسته بندی کلی انرژی هایی را که اکنون مورد استفاده قرار می گیرند می توان به چهار گروه تقسیم کرد:1-انرژی های آلوده کننده و تجدید ناپذیر 2-انرژی های آلوده کننده و تجدید پذیر3-انرژی های بدون آلودگی و تجدید ناپذیر 4-انرژی های بدون آلودگی و تجدید پذیرانرژی خورشیدی جزو گروه چهارم از دسته بندی فوق می باشد زیرا این انرژی هیچ گونه آلودگی در پی نخواهد داشت و به علاوه چون تامین این نوع از انرژی خورشید می باشد از نوع انرژی های تجدید پذیر است.امروزه استفاده از انرژی خورشیدی در زمینه هایی چون شیرین سازی آب دریا ، تولید برق ، نیروگاه ها و مصارفی در ساختمان ها اهمیت پیدا کرده است. آب شیرین کن های خورشیدی به دلیل این که تنها انرژی دریافتیشان از خورشید می باشد ، گاهی راندمان سیستم بر اساس شرایط آب و هوایی پایین می آید. اکسرژی یک منبع انرژی به بیشترین میزان کار قابل دستیابی اطلاق می گردد. در این مطالعه آزمایش هایی به منظور بالا بردن راندمان دستگاه انجام شده است.آب شیرین کن خورشیدی مورد آزمایش ، بر اساس آب شیرین کن های خورشیدی ترکیبی می باشد که اجزا فعالی چون (پمپ ، کمپرسور ، رله برقی ارتفاع سنج) در سیستم استفاده شده است. نحوه کارکرد سیستم به این صورت است که آب دریا توسط پمپ آب دریا به سمت کلکتور خورشیدی هدایت شده و بعد از گرم شدن آب داخل کلکتور،داخل محفظه شیشه ای تبخیر شده و بخار تولید شده توسط کمپرسور هوا به سمت کندانسور آب خنک هدایت می شود و آب مقطر تولید می گردد.لازم به ذکر است که آب دریا پیش از ورود به داخل کلکتور خورشیدی از مجاور کویل کندانسور آب خنک عبور کرده و می توان به این صورت عمل پیش گرمایش را انجام داد.در آب شیرین کن های خورشیدی انجام عمل تبخیر با راندمان مناسب بسیار مهم می باشد که انجام این عمل توسط کلکتور خورشیدی در سیستم انجام می شود.به همین خاطر آزمایشی بر روی کلکتور صفحه تخت و لوله حرارتی انجام شده است. در این سیستم از محفظه شیشه ای به منظور ایجاد بستری مناسب برای تبخیر استفاده شده است که آب گرم شده از کلکتور خورشیدی به داخل محفظه هدایت می شود.به منظور این که آب هدایت شده دچار افت دمایی کمتری بشود آزمایشی بر روی دو فلز گالوانیزه و استیل ضد اسید در دو حالت سطح ساده و اپوکسی شده انجام شده است. لازم به ذکر است در این سیستم به منظور بالا بردن هرچه بیشتر راندمان تبخیر در داخل محفظه شیشه ای از یک مدار تعبیه شده در کف محفظه شیشه ای استفاده شده است.اجزا تشکیل دهنده این مدار یک عدد کلکتور خورشیدی مجزا، یک عدد پمپ و لوله های عبوری از کف محفظه شیشه ای می باشد.نحوه عملکرد این مدار به این صورت است که با عبور روغن گرم شده توسط کلکتور از کف محفظه شیشه ای باعث گرم شدن هرچه بیشتر دمای آب می شود. وظیفه اصلی یک روغن انتقال حرارت ، انتقال حرارت از یک منبع گرمایی به یک مصرف کننده است.یک روغن انتقال حرارت همانند روغن های دیگر ، بستگی به نوع مصرف و دمای کار کرد می تواند از روغن های پایه مختلفی ساخته شود.سیال های انتقال حرارت بطور کلی به 5 دسته اصلی تقسیم می شوند:1- گاز2- آب3- سیال های آلی (مانند روغن ) 4- ترکیبات حاوی سیلیکون 5- فلزات مذاب آنچه که بطور معمول در صنایع به عنوان روغن انتقال حرارت مورد استفاده قرار می گیرد یک روغن با پایه معدنی است که می تواند بسته به نوع سیستم (سیستم باز یا بسته) تا دمای 300درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار گیرد.در این سیستم از آب دریای خلیج فارس برای ورودی به دستگاه استفاده شده است.آب دریای خلیج فارس در هر لیتر حاوی 35 گرم نمک می باشد. به همین منظور نمک به جا مانده از آب دریا در سیستم نه تنها باعث خوردگی سیستم شده بلکه راندمان سیستم را هم پایین می آورد.به همین منظور آزمایشاتی بر روی خوردگی سیستم توسط نمک آب دریا و استفاده از محلول رسوب زدا برای حذف نمک آب دریا انجام شده است. در آزمایش اول نشان داده شده است که رفتار فلزات مورد استفاده در کلکتور خورشیدی و کف محفظه شیشه ای از نظر خوردگی مشابه رفتار فلز استیل ضد اسید می باشد که خوردگی بسیار کمی در مقابل نمک آب دریا دارد و در آزمایش دوم نشان داده شده است که با اضافه نمودن محلول رسوب زدا (استیک اسید) با غلظت 3/387 مولار به داخل 250 سی سی آب شور حاوی فلز مس (فلز مورد استفاده در کلکتور) و ورق گالوانیزه (فلز مورد استفاده در کف محفظه شیشه ای )رسو/ب زدایی به طور کامل انجام می شود.

کلیدواژه ها:

آب شیرین کن های خورشیدی ، کلکتور لوله حرارتی ، کلکتور صفحه تخت ، محلول رسوب زدا ، خوردگی ، روغن انتقال حرارت