مدل سازی ریاضی ترمودینامیکی و آنالیز حساسیت پمپ حرارتی خورشیدی در حالت پایدار

امروزه استفاده از سیستم های حاصل از یکپارچه سازی کلکتور های خورشیدی و پمپ های حرارتی جهت تهیه آب گرم مصرفی خانگی و صنعتی در کشورهایی که از یک سو عضو کنوانسیون حفظ محیط زیست می باشند و از سوی دیگر فاقد منابع ارزان و کافی سوخت های فسیلی هستند، به سرعت در حال رواج است. علاوه بر آن، به دلیل قابلیت های پرشمار این سیستم ها در تمام شرایط آب و هوایی، استفاده و به کارگیری در پایگاه های نظامی ارتش های جهان که به دلیل الزامات جنگی به دور از خطوط انتقال نفت، گاز و برق احداث می شوند، از کاربردهای روزآمد این نوع از سیستم ها می باشد. لذا با وجود اهمیت فرآیند مذکور، در این پژوهش با استفاده از قوانین ترمودینامیکی و با استفاده از روابط تجربی، مدل سازی یک پمپ حرارتی خورشیدی انبساط مستقیم در حالت پایدار استخراج می گردد. همچنین نرم افزار متلب، به عنوان ماشین حل معادلات غیرخطی حاصل از مدل سازی ریاضی، انتخاب گردیده است. از سویی دیگر، پارامترهای طراحی پمپ حرارتی مانند مساحت کلکتور خورشیدی، سرعت کمپرسور، زاویه شیب کلکتور، طول و قطر خارجی کویل موجود در کلکتور، ضخامت فین، گام لوله های موجود در صفحه کلکتور خورشیدی، رسانایی صفحه کلکتور به عنوان متغیرهای مورد بررسی در آنالیز حساسیت به منظور تعیین روند تغییرات ضریب عملکرد کلی چرخه و بازده صفحه کلکتور خورشیدی در نظر گرفته شده اند. آنالیز حساسیت به عنوان گامی مهم و اساسی در تجزیه و تحلیل یک سیستم، می تواند مقدمات یافتن مقادیر بهینه متغییرهای طراحی سیستم پمپ حرارتی خورشیدی ذیل فرآیند بهینه یابی چندهدفه را تهیه و تبیین نماید.

کلیدواژه ها:

آنالیز حساسیت ، پمپ حرارتی ، کلکتور خورشیدی ، گرمایش آب