- حجم مخصوص در فشار ۰۱۳/۱ بار و دمای ۲۱ درجه سانتی گراد: ۴۱۱/۱ مترمکعب بر کیلوگرم
- ظرفیت گرمایی ویژه در فشارثابت در فشار ۰۱۳/۱ بار و دمای ۱۵ درجه سانتی گراد یا ۵۹ درجه فارنهایت : ۰۳۷/۰ کیلوژول بر مول کلوین
- ظرفیت گرمایی ویژه در حجم ثابت در فشار ۰۱۳/۱بار و دمای ۱۵ درجه سانتی گراد یا ۵۹ درجه فارنهایت : ۰۲۸/۰ کیلوژول بر مول کلوین
- نسبت ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ۰۱۳/۱ بار و دمای ۱۵ درجه سانتی گراد یا ۵۹ درجه فارنهایت : ۳۰۹۶۲۳/۱
- دمای خود اشتعالی: ۶۳۰ درجه سانتی گراد یا ۱۱۶۶ درجه فارنهایت
در چرخه جذبی آمونیاکی، آب تحت دما و فشار معمولی آمونیاک را جذب می کند و سپس خود با گرما ، احیا شده و آمونیاک از آن جدا می شو د. گرمای نهان تبخیر زیاد آمونیاک این امکان را فراهم می آورد تا به هنگام تبخیر، گرمای زیادی را جذب نموده و موجب سردسازی در اواپراتور شود . از آنجا که سیستم های جذبی آمونیاکی در ظرفیت های کم مورد استفاده قرار می گیرند ، برای احیای ماده جاذب یا آب به طور معمول از شعله مستقیم استفاده می شود . بنابراین چنین سیستم هایی به خودی خود، سیستم شعله مستقیم هم محسوب می شوند . البته امکان استفاده از سایر منابع حرارتی مانند بخار نیز وجود دارد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
استفاده از شعله مستقیم برای گرم کردن ژنراتور یا تغلیظ کننده مستلزم در نظرگرفتن سیستم احتراق و سوخت رسانی و همین طور در نظر گرفتن تمهیداتی برای خروج دود و گازهای حاصل از احتراق است. به طور معمول مشعل سیستم های آمونیاکی از نوع اتمسفریک است. در اینجا اشاره به نکته ای در مورد اصطلاحاتی مانند غلیظ و رقیق و قوی و ضعیف که به کرات برای شرح و بیان چرخه های جذبی مورد استفاده قرار می گیرد، حایز اهمیت است.
یکی از اختلافات اساسی بین چرخه جذبی سیستم های لیتیمی نسبت به چرخه سیستم های آمونیاکی، مربوط به کارکرد آب است. در سیستم های لیتیمی آب نقش مبرد را بازی می کند و این در حالی است که در سیستم های آمونیاکی، آب به عنوان جاذب مورد استفاده قرار می گیرد. همین موضوع ممکن است موجب برخی سردرگمی ها در رابطه با به کارگیری اصطلاحاتی همچون غلیظ و رقیق شود. زیرا به طور کلی عادت کرده ایم که محلولی آب دار را رقیق و محلولی بدون آب را غلیظ بدانیم. به عنوان مثال وقتی که آب به عنوان مبرد، جذب لیتیم بروماید می شود، می توان گفت که محلول لیتیم بروماید به عنوان ماده جاذب رقیق شده است، که این رقیق شدن توام با کاهش توان جذب ماده جاذب یا همان لیتیم بروماید است. از سوی دیگر هنگامی که در ژنراتور، لیتیم بروماید در مجاورت حرارت، آب خود را از دست می دهد، می توان گفت که محلول جاذب غلیظ شده است. چنانچه غلیظ یا رقیق بودن را منتسب به محلول جاذب بدانیم، نمی توانیم از همین عبارات به طور دقیق در سیستم های آمونیاکی استفاده کنیم، زیرا در این گونه سیستم ها، آب خود نقش جاذب را دارد و با جذب آمونیاک، محلولی را به وجود می آورد که بخشی از آن آمونیاک است. بنابراین در واحد حجم و یا وزن از مقدار آب کاسته و به این ترتیب بر مبنای محوریت ماده جاذب بهتر است.
در سیستم های آمونیاکی به جای استفاده از واژه های غلیظ و رقیق از واژه های قوی و ضعیف استفاده کنیم. بنابراین محلول جاذب ضعیف، محلولی است که ظرفیت کمی برای جذب مبرد داشته باشد و برعکس محلول جاذب قوی، محلولی است که ظرفیت جذب ماده مبرد آن بالاست. در سیستم های لیتیمی به جای ضعیف از واژه رقیق و به جای قوی از واژه غلیظ استفاده می شود.
چرخه تبرید جذبی آمونیاکی بسیار شبیه به چرخه سیستم های لیتیمی است . در این سیستم ها نیز چهار بخش اصلی اواپراتور ، جاذب ، ژنراتور و کندانسور وجود دارد . آمونیاک در محفظه اواپراتور تبخیر شده و جذب آب در محفظه ابزوربر می شود . این محلول به ژنراتور فرستاده می شود و در مجاورت گرمای حاصل از شعله مستقیم و یا سیال گرم ، آب از آمونیاک جدا می شود. آب به عنوان ماده جاذب به جاذب و آمونیاک هم پس از تقطیر در کندانسور به اواپراتور باز می گردند و بار دیگر چرخه از سر گرفته می شو د.
همان گونه که پیش از این اشاره شد ، در سیستم های آمونیاکی برای سرد کردن کندانسور و ابزوربر از هوا نیز می توان استفاده نمود. در مدل های پیشرفته تر یخچال های سرول^[۱۳] از سال ۱۹۳۶ میلادی به بعد استفاده از هوا برای خنک کردن جاذب و کندانسور کاملا رایج شد و امروزه نیز برای سیستم های جذبی کم ظرفیت یا پمپ های حرارتی جذبی از کندانسورهای هوایی استفاده می شود. شکل (۳-۱) چرخه ساده ای از سیستم جذبی آمونیاکی را نمایش می دهد که از نظر کلیات بسیار نزدیک به سیستم جذبی لیتیمی است.
شکل ۳-۱ :چرخه ساده سیستم جذبی آمونیاکی[۵]
به منظور بهبود عملکرد سیستم های تبرید جذبی، بسیاری از مطالعات بهینه سازی انجام شده است . کارکردهای هدف انتخاب شده معمولا ضریب عملکرد ، بار خنک کننده و کل سطح انتقال گرمایی مورد نظر می باشد. در تحقیقات ذکر شده ، قانون اوّل روش تحلیل ترمودینامیک رایج ترین روش مورد استفاده است ، با این حال ، این روش تنها به تبدیل انرژی مربوط می شود و بنابراین نمی تواند نشان دهد چگونه یا کجا برگشت ناپذیری در یک سیستم یا فرایند روی می دهد. بخاطر برگشت ناپذیری در سیستم های تبرید جذب کننده واقعی ، بار خنک کنندگی بالا با اتلاف انرژی قابل توجه جبران خواهد شد (غیر خود به خودی و غیر قابل برگشت انرژی به صورت گرما ) . برای دست یابی به بهترین تناسب بین میزان خنک کنندگی سردکننده جذبی و اتلاف آن دکتر یان و دیگران از معیارهای بهینه سازی محیطی – حرارتی استفاده کردند ]۱[ . تابع هدف محیطی تفاوت بین بار خنک کنندگی و میزان اتلاف موجود می باشد. این روش بهینه سازی محیطی نه تنها برمبنای قانون اول ترمودینامیک بلکه بر مبنای قانون دوّم نیز می باشد. معیار محیطی – حرارتی محدودیت دارد چون کارکرد هدف مقادیر منفی را به بار می آورد.
Bhardwaj و همکارانش سیستم های تبرید جذبی را با بهره گرفتن از ترمودینامیک زمان محدود بهینه کردند ]۲-۳[ . هانگ و همکارانش سطح انتقال حرارت حرارت ، ضریب عملکرد و معیار زیست محیطی را برای یک سیستم تبرید جذبی برگشت ناپذیر با چهار سطح دمایی مورد بررسی قرار دادند و یک تابع زیست محیطی را بر پایه انرژی مورد استفاده قرار دادند. چن مدل هایی را برای بهینه سازی یخچال های جذبی ، پمپ های حرارتی و ماشین های گرمایی پیشنهاد نمود]۴-۵[ . سان و همکارانش رابطه بهینه بین بار گرمایی و تولید آنتروپی مبدل های حرارتی داخلی را بررسی کرد]۶[. چن و همکارانش یک مدل برای تحلیل چرخه های یخچال های جذبی با چهار سطح دمایی ارائه نمودند. چن و یان یک بهینه سازی بر روی مبدل های حرارتی جذبی برگشت ناپذیر برای تابع زیست محیطی انجام دادند]۴-۵[. یان و چن ، یان و لین برای تابع زیست محیط چرخه های جذبی با سطح دمایی را بر پایه انرژی و اکسرژی خروجی چرخه برگشت ناپذیر کارنو بهینه نمودند]۷[. فتحی و همکارانش یک مدل برای ماشین سرمایش خورشیدی جذبی و برگشت ناپذیر پیشنهاد کردند. علاوه بر این ها به غیر از مواردی که در اینجا بیان شد مطالعات بسیاری بر روی بهینه سازی عملکرد یخچال های جذبی انجام پذیرفته است.
تحقیقات بسیاری به منظور بهبود عملکرد سیستم های تبرید جذبی انجام شده است. توابع هدف انتخاب شده معمولاً ضریب عملکرد، بار سرمایی، معیار حرارتی – اقتصادی و کل سطح انتقال حرارت بوده اند.
۲-۱- سیستم های تبرید با ۳ منبع حرارتی برگشت ناپذیر:
همان طور که شماتیک در شکل ۲-۱ مشاهده می شود،اجزای اصلی یک سیستم تبرید جذبی شامل یک ژنراتور ، یک جاذب و یک دستگاه تبخیر کننده می باشد. در مدل ارائه شده  میزان حرارت جذب شده از منبع حرارتی با دمای  در ژنراتور بوده است و  و  به ترتیب حرارت آزاد شده از جاذب به منبع حرارتی سرد با دمای  و حرارت آزاد شده از کندانسور به منبع حرارتی سرد با  می باشند.  میزان حرارت ورودی از فضای خنک کننده با دمای  به تبخیر کننده است.
در مقایسه با انرژی ورودی به ژنراتور، عملکرد ورودی مورد نیاز در پمپ محلول به حدی اندک بوده که اغلب در تجزیه و تحلیل ها نادیده گرفته می شوند که طبق قانون اوّل ترمودینامیک ،بدین صورت می باشد:
(۲-۱)
اگر  باشد، سیستم های تبرید جذبی بین سه سطح دما فعالیت می کنند و اگر  نباشد بین چهار سطح دما فعالیت دارند. با در نظر گرفتن اینکه  ، چرخه شامل سه فرایند ایزوترمال برگشت ناپذیر و سه فرایند آدیاباتیک برگشت ناپذیر می باشد. حرارت تحت یک تفاوت درجه دمایی محدود انتقال می یابد. در شکل ۲-۲ ،  بوده و  و  به ترتیب دمای سیال عامل در ژنراتور و تبخیرکننده می باشند.

شکل۲-۱: دیاگرام شماتیک سیستم تبرید جذبی [۸]

شکل۲-۲: مدل چرخه برگشت ناپذیر یک سیستم تبرید جذبی [۸]
فرض بر این است که سیال عامل در کندانسور وجاذب دمای مشابه  را دارند. میزان نشت حرارت  بین مخازن با دماهای  و  است وبه صورت زیر محاسبه می شود:

که  ضریب نشت حرارت می باشد.
حرارت بین سیال عامل و مخازن حرارتی در تبادل می باشد و از قوانین انتقال حرارت پیروی می کند و هر کدام به صورت زیر می باشند:

که  ،  ،  و  به ترتیب سطوح انتقال در ژنراتور ، کندانسور، جاذب و تبخیرکننده
می باشند.  و  به ترتیب ضریب کلی انتقال حرارت در ژنراتور و تبخیر کننده می باشند و فرض بر این است که کندانسور و جاذب ضریب کلی انتقال حرارت یکسانی (  ) دارند .
سیستم تبرید جذبی قادر به تبادل حرارت با دیگر منابع حرارتی خارجی به جز سه منبع حرارتی در دمای  ،  و  نیست ، بنابراین کل سطح انتقال حرارت بین چرخه سیستم و منابع حرارتی به صورت رابطه زیر می باشد .
(۲-۶)
که در آن  است. سیستم های تبرید جذبی واقعی بسیار پیچیده بوده و دارای مجموعه ای از برگشت ناپذیری ها می باشد علاوه بر برگشت ناپذیری میزان محدود انتقال حرارت که در مدل چرخه های برگشت ناپذیر (داخلی) و نشت حرارت منابع دیگری از برگشت ناپذیری نیز وجود دارد قانون دوّم ترمودینامیک برای چرخه برگشت ناپذیر مستلزم آن است که]۸-۹[ :