طراحی و آنالیز ترمودینامیکی دستگاه مه‌پاش خورشیدی

در این مقاله، سیستم خنک‌کنندۀ دستگاه مه‌پاش‌خورشیدی که کاملاً توسط انرژی‌ خورشیدی تغذیه می‌شود، طراحی و بهینه‌سازی شده است. در سیستم خنک‌کنندۀ این دستگاه، به‌جای سیستم‌های متداول سردسازی تراکمی از سیکل‌ جذبی سردسازی آمونیاک استفاده شده و طراحی آن به‌گونه‌ای انجام شده است که عملکرد سیستم در محیط‌هایی با درجه‌حرارت بالا به طرز‌ چشمگیری افزایش یافته است. سیکل‌ جذبی سردسازی آمونیاک به‌کارگرفته‌شده کاملاً از کلکتورهای خورشیدی سهموی تغذیه شده است. طراحی دستگاه به‌گونه‌ای است که دمنده در ابتدای سیستم خنک‌کننده قرار گرفته است. بدین ترتیب، به‌منظور افزایش راندمان دمنده و سیستم، بهینه‌سازی برخی مشخصات دمندۀ محوری با استفاده از آزمایش و شبیه‌سازی انجام و تایید شده است. در ادامه، به‌منظور بالا ‌بردن انتقال حرارت به هوا، محل مناسب قرارگیری مبدل حرارتی در داخل کانال دستگاه هواساز به‌وسیلۀ تحلیل المان ‌محدود در نرم‌افزار ansys cfx تعیین شده است. در مرحلۀ بعد، تحلیل و آنالیز ترمودینامیکی سیکل‌ جذبی سردسازی آمونیاک و میزان انرژی لازم برای خنک‌کاری هوا از طریق مبدل پوستۀ لوله در شرایط محیطی مختلف با استفاده از تحلیل‌ عددی در نرم‌افزار ees تعیین شده است. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از سه کلکتور خورشیدی می‌تواند علاوه بر تامین انرژی لازم برای سیستم خنک‌کننده، سبب کاهش هزینه‌های تولید در صنایع غذایی شود.

Design and Thermodynamic Analysis of Solar Air Humidifiers

In this paper, the cooling system of the air humidifier, which is fully powered by solar energy, is designed and optimized. In this cooling system, the ammonia absorption refrigeration system has been used instead of conventional compression cooling systems. Its design was done in a way that the performance of the system has increased remarkably in the environments with high temperatures. The ammonia absorption refrigeration is completely fed from parabolic solar collectors. The device has been designed in such a way that the fan is positioned at the beginning of the cooling system. Thus, to increase the efficiency of the fan and the system, the optimization of some axial fan characteristics has been performed and verified using simulation and testing. Furthermore, for the improvement of the heat transfer to air, the appropriate location of the heat exchanger inside the air duct channel has been determined by finite element analysis in Ansys CFX software. In the next step, the thermodynamic analysis of the ammonia absorption refrigeration and the amount of energy required for air cooling have been calculated using numerical analysis in EES software. The results indicate that utilizing three solar collectors can provide the energy needed for the cooling system. Therefore, the proposed system can be applied to reduce production costs in various sectors of food industry.