تبلیغات
سرد ساز - انواع گازها

انواع گازها

نویسنده :کامران افشار
تاریخ:سه شنبه 20 مهر 1389-05:15 ب.ظ

مقدمه:
در سالهای اخیر بحثهای زیادی در زمینه مبردهای جدید، جایگزینی مبردهای قدیمی، کاربردها و مزایا و معایب هر کدام صورت گرفته است. به نظر می رسد در کشور ما و به خصوص در بین جامعه مهندسین مشاور و پیمانکاران هنوز اطلاعات و توافقات بین المللی در این زمینه به خوبی تدوین و ارائه نشده است. به همین دلیل بعضا شاهد انتخاب نادرست مبردها و اصرار بر استفاده از آنها توسط بعضی از مهندسین مشاور می باشیم. در این مقاله برخی اطلاعات لازم در مورد مبردها، کاربرد آنها و همچنین مصوبات و توافقات جهانی صورت گرفته در سالهای اخیر، به شکلی قابل استفاده ارائه می شود.
مبرد چیست؟
در پایان هزاره دوم میلادی تعداد زیادی لیست توسط مراجع مختلف منتشر گردید که نشان دهنده برترین های قرن بیستم در زمینه های مختلف بودند؛ از جمله لیست «برترین اختراعات». در این لیست پس از پرواز، سفر به فضا و کامپیوترها، سرمایش جزو ده اختراع برتر این قرن قرار گرفته بود. دلیل این امر این است که بدون سرمایش، نگهداری غذا؛ ساخت آسمانخراشها؛ تجهیزات و ساختمانهای مدرن پزشکی و انجام بسیاری از فرایندهای صنعتی امکان پذیر نبود.
فرهنگ لغات Webster واژة Refrigerant را چنین معنا می کند: «ماده ای که در یک سیکل تبرید و یا به صورت مستقیم نظیر یخ برای ایجاد سرما به کار می رود.»
استاندارد ASHRAE 34 بیش از صد مبرد مختلف را به همراه نامگذاری و طبقه بندی آنها برشمرده است. هر چند که بسیاری از آنها در سیستمهای سرمایش معمول استفاده چندانی ندارد.
تاریخچه
تاریخ استفاده از سرمایش مکانیکی به اواسط قرن نوزدهم میلادی برمی گردد. اولین ماشین سرمایش مکانیکی توسط ژاکوب پرکینر در سال 1834 ساخته شد. در این ماشین از اتر به عنوان مبرد در یک سیکل تراکمی ـ تبخیری استفاده شده بود. در سال 1866 دی اکسید کربن و در سال 1873 آمونیاک بدین منظوراستفاده شد. استفاده از این سیستمها تنها محدود به فرآیندهای آزمایشگاهی و بعضا صنعتی می شد. نگهداری محصولات غذایی در این دوره توسط قالبهای محصولات غذایی در این دوره توسط قالبهای بزرگ یخ که در زمستان جمع آوری یا تولید می شد، انجام می گرفت. در ابتدای قرن بیستم سیکل تبرید برای تهویه مطبوع و سرمایش ساختمانها مورد استفاده قرار گرفت. ساختمان Milam در سن آنتونیوتگزاس نخستین ساختمانی بود که به طور کامل مجهز به سیستم تهویه مطبوع شد. در سال 1926 توماس میدگلی اولین مبرد CFC یعنی 1926 را مورد استفاده قرار داد. اولین چیلر سانتریفوژ برای مصارف سرمایش صنعتی و تهویه مطبوع توسط ویلیس کریر در سال 1931 ساخته شد.
بعضی از مبردها بنا به دلایلی که بعدا گفته خواهد شد، بیش از بقیه مورد استفاده قرار گرفتند از جمله HCFC-22 ، CFC-12 و CFC11.

مقدمه:
در سالهای اخیر بحثهای زیادی در زمینه مبردهای جدید، جایگزینی مبردهای قدیمی، کاربردها و مزایا و معایب هر کدام صورت گرفته است. به نظر می رسد در کشور ما و به خصوص در بین جامعه مهندسین مشاور و پیمانکاران هنوز اطلاعات و توافقات بین المللی در این زمینه به خوبی تدوین و ارائه نشده است. به همین دلیل بعضا شاهد انتخاب نادرست مبردها و اصرار بر استفاده از آنها توسط بعضی از مهندسین مشاور می باشیم. در این مقاله برخی اطلاعات لازم در مورد مبردها، کاربرد آنها و همچنین مصوبات و توافقات جهانی صورت گرفته در سالهای اخیر، به شکلی قابل استفاده ارائه می شود.
مبرد چیست؟
در پایان هزاره دوم میلادی تعداد زیادی لیست توسط مراجع مختلف منتشر گردید که نشان دهنده برترین های قرن بیستم در زمینه های مختلف بودند؛ از جمله لیست «برترین اختراعات». در این لیست پس از پرواز، سفر به فضا و کامپیوترها، سرمایش جزو ده اختراع برتر این قرن قرار گرفته بود. دلیل این امر این است که بدون سرمایش، نگهداری غذا؛ ساخت آسمانخراشها؛ تجهیزات و ساختمانهای مدرن پزشکی و انجام بسیاری از فرایندهای صنعتی امکان پذیر نبود.
فرهنگ لغات Webster واژة Refrigerant را چنین معنا می کند: «ماده ای که در یک سیکل تبرید و یا به صورت مستقیم نظیر یخ برای ایجاد سرما به کار می رود.»
استاندارد ASHRAE 34 بیش از صد مبرد مختلف را به همراه نامگذاری و طبقه بندی آنها برشمرده است. هر چند که بسیاری از آنها در سیستمهای سرمایش معمول استفاده چندانی ندارد.
تاریخچه
تاریخ استفاده از سرمایش مکانیکی به اواسط قرن نوزدهم میلادی برمی گردد. اولین ماشین سرمایش مکانیکی توسط ژاکوب پرکینر در سال 1834 ساخته شد. در این ماشین از اتر به عنوان مبرد در یک سیکل تراکمی ـ تبخیری استفاده شده بود. در سال 1866 دی اکسید کربن و در سال 1873 آمونیاک بدین منظوراستفاده شد. استفاده از این سیستمها تنها محدود به فرآیندهای آزمایشگاهی و بعضا صنعتی می شد. نگهداری محصولات غذایی در این دوره توسط قالبهای محصولات غذایی در این دوره توسط قالبهای بزرگ یخ که در زمستان جمع آوری یا تولید می شد، انجام می گرفت. در ابتدای قرن بیستم سیکل تبرید برای تهویه مطبوع و سرمایش ساختمانها مورد استفاده قرار گرفت. ساختمان Milam در سن آنتونیوتگزاس نخستین ساختمانی بود که به طور کامل مجهز به سیستم تهویه مطبوع شد. در سال 1926 توماس میدگلی اولین مبرد CFC یعنی 1926 را مورد استفاده قرار داد. اولین چیلر سانتریفوژ برای مصارف سرمایش صنعتی و تهویه مطبوع توسط ویلیس کریر در سال 1931 ساخته شد.
بعضی از مبردها بنا به دلایلی که بعدا گفته خواهد شد، بیش از بقیه مورد استفاده قرار گرفتند از جمله HCFC-22 ، CFC-12 و CFC11.
در اواسط دهه هفتاد میلادی نگرانی دانشمندان از نازک شدن لایه ازن و عوارض ناشی از آن مطرح شد و مبردهای CFC و GCFC به عنوان یکی از عوامل این موضوع شناخته شدند. بحثها و بررسی ها منجر به تصویب پروتکل مونترال در سال 1987 گردید که به موجب آن لازم است طی برنامه ای زمان بندی شده تمام مبردهای CFC و HCFC از برنامه تولید و استفاده خارج شده و مواد دیگری جایگزین آنها شوند.
در دهه 90 میلادی بحث گرم شدن هوای زمین مجددا استفاده از مبردها را مورد انتقاد جدی قرار داد، چرا که دستگاه های سرمایش و تهویه مطبوع مصرف کنندگان عمده انرژی می باشند. در ایالات متحده حدود 35 درصد مصرف انرژی، مربوط به مصارف انرژی ساختمانها از جمله سرمایش و تهویه مطبوع است. همچنین بسیاری از مبردها خود گازهای گلخانه ای می باشند. بدین ترتیب این مواد در دهه های اخیر همیشه موضوع بحث و بررسی بوده اند.
مبردهای رایج
اگرچه مواد زیادی به عنوان مبرد شناخته می شوند، اما تنها تعداد کمی از آنها در سیستمهای رایج به کار می روند. در زیر، بعضی از مبردها و گروه بندی اصلی آنها بررسی می گردند:
آمونیاک (R-717)
آمونیاک مبردی طبیعی، با قابلیت اشتعال کم ولی نسبتا سمی است. آمونیاک از معدود مبردهای طبیعی است که هنوز هم در سیکلهای تراکمی ـ تبخیری و با کمپرسورهای رفت و برگشتی مورد استفاده قرار می گیرد. استاندارد ASHARE15 تمهیدات ایمنی خاصی را برای استفاده از آمونیاک توصیه می کند. از این مبرد بیشتر در سرمایش مورد نیاز فرایندهای صنعتی استفاده می شود؛ هر چند که در ظرفیتهای بالا می تواند درمصارف تهویه مطبوع هم به کار رود.
آمونیاک به خاطر خواص تبریدی عالی اش، به شکلی گسترده، به عنوان مبرد در سرمایش مواد غذایی و سردخانه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده همچنین در مقیاس های محدودتری برای سیستم های تهویه مطبوع ساختمانی نیز کاربرد دارد. آمونیاک دارای ODP و GWP برابر با صفر است و به همین دلیل، مبردی جذاب از نظر زیست محیطی و صرفه جویی در انرژی به شمار می آید. اما این ماده سمی بوده و در شرایطی خاص، آتش گیر نیز هست. خوشبختانه سمی بودن این ماده به دلیل بوی زننده ای که دارد و آن را به راحتی قابل شناسایی می سازد، آنچنان خطرناک نیست. خطرنشتی یا تخلیه ی اتفاقی این ماده را می توان با تعبیه کردن چیلرهای آمونیاکی در اتاقک های کاملا عایق بندی شده که مجهز به هواکش های مجهز به فن هستند، به مقدار قابل توجهی کاهش داد. با این که بخار آمونیاک سبک تر از هواست، تحقیق های اخیر که توسط BRE انجام شده، نشان داده است که باد می تواند باعث شود بخار آمونیاک مانند یک گاز شناور در هوا رفتار کند. اثر مشابهی نیز در مورد گازهای دودکش بویلر به خوبی شناخته شده است. دودکش یا هواکش های مجهز به فن، برای اطمینان از این که انتشار اتفاقی این ماده کاملا رقیق شده و به شکلی ایمن از ساختمان یا ساختمان های مجاور دور می شود، لازم خواهند بود. راهنمایی های خاص در مورد آمونیاک از انستیتو تبرید انگلستان و استاندارد BS EN 378 قابل دست یابی است.
دی اکسید کربن (R-744)
مبردی طبیعی است که استفاده بسیار محدودی دارد. تحقیقات اخیر راه را برای بعضی استفاده های خاص از این مبرد باز کرده است. از دی اکسید کربن در سیکلهای تراکمی ـ تبخیری و با کمپرسورهای رفت و برگشتی استفاده می شود. نکته منفی سیکلهای تبریدی که از این ماده استفاده می کنند، فشار بالا (حدود Psig 900) و راندمان پایین سیکل است. کاربرد دی اکسید کربن در سیکلهای تبرید سری می تواند مفید باشد.
از نقطه نظر زیست محیطی و ایمنی، دی اکسید کربن (CO2) یک مبرد عالی به شمار می آید. این ماده غیرقابل اشتعال، بدون بو و غیرسمی است (البته غلظت های بسیار بالای آن می تواند باعث بروز خفگی گردد) و همچنین ODP آن صفر بوده و GWP آن نیز پایین است. موانع اصلی که بر سر راه استفاده از این ماده قرار دارند، این است که این ماده به دلیل پایین بودن دمای بحرانی آن (حدود C3/31) عموما بازدهی انرژی پایینی دارد. در کاربردهای خاصی، این مشکل را می توان با طراحی مبدل های حرارتی خاص، کاهش داد. دی اکسید کربن همچنین در فشارهای بسیار بالا (حدود 100 بار) عمل نموده و دارای ظرفیت حجمی بسیار بالاتری نسبت به مبردهای دیگر است و به همین دلیل طراحی تجهیزات موجود مانند کمپرسورها، برای این مبرد مناسب نیستند. پیشرفت های قابل توجهی در زمینه استفاده از این مبرد در سیستم های تبرید کوچک، مانند تهویه مطبوع خودرو و سیستم های تبرید متوالی در ذخیره ی مواد غذایی در دمای پایین و تاسیسات انجماد صورت گرفته اند.
هوا R729:
هوا نیز می تواند در سیکل گاز جهت ایجاد سرمایش به کار رود، سیستمی که عموما مفهوم «سیکل هوا» را مطرح نموده و به شکلی گسترده در سرمایش کابین هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد. متاسفانه، سیکلی هوا دارای بازدهی بسیار پایینی بوده و مصرف انرژی را در مقایسه با سیستم های معمولی تراکم بخار که از HCFC ها یا HFC ها استفاده می کنند، افزایش خواهد داد. اما مطالعات انجام شده توسط BRE و دانشگاه بریستول، منجر به پیدایش یک سیستم سیکل هوا برای گرمایش و سرمایش همزمان در ساختمان شده است که بازدهی انرژی آن کمی بالاتر از بسیاری از سیستم های معمولی است. سیستم هایی با سیکل هوا که در محدوده ی تجاری قابل دسترس باشند هنوز به بازار عرضه نشده اند و نیاز به این دارند که تولید کننده ای برای تولید انبوه این دستگاه ها، سرمایه گذاری کرده و هزینه ی سیستم های سیکل هوا را تا جایی پایین بیاورد که با سیستم های معمولی تراکم بخار قابل رقابت باشند.
هیدروکربنها (HC)
پروپان (R-290) و ایزوبوتان (R-600a) در کنار بعضی دیگر از هیدروکربنها می توانند در سیکلهای تراکمی ـ تبخیری استفاده شوند. در اروپای شمالی حدود 35 درصد یخچالها با مبردهای هیدروکربنی کار می کنند. از جمله خواص این مبردها راندمان زیاد و در عین حال اشتعال پذیری بسیار بالا می باشد. در ایالات متحده استفاده از این نوع مبردها به دلیل استانداردهای ایمنی بسیارمحدود است.
این مواد، دارای خواص تبریدی عالی بوده و اثرات نامطلوب زیست محیطی بسیار جزیی دارند. به همین دلیل، این مواد برای کاربرد در یخچال های خانگی و سیستم های تبرید تجاری کوچک و همچنین سیستم های تهویه مطبوع از عمومیت زیادی برخوردار شده اند. اما، اشتعال پذیری بالای این مواد، مستلزم این است که موارد ایمنی مربوط به دقت رعایت شوند. یکی از خطراتی که از اهمیت زیادی هم برخوردار است، این است که چون هیدروکربن ها هیچ بویی ندارند، وجود و غلظت بالای آن ها در محل سرویس و نگهداری که بسیار هم خطرناک است، قابل تشخیص نخواهد بود. راهنمایی های کامل در مورد استفاده از هیدروکربن ها توسط «شورای صنعت تهویه مطبوع و تبرید ACRIB»، انستیتو تبرید و استاندارد BS EN 378 توصیف شده اند.


کلروفلوئوروکربنها (CFC’s)
رایجترین مبردهای این گروه R-114 ، R-113 ، R-12 و R-11 می باشند. تا اواسط دهه هشتاد میلادی استفاده از آنها در سراسر دنیا معمول بود اما به موجب پروتکل مونترال استفاده و تولید آنها از سال 1995 در کشورهای توسعه یافته متوقف شده و در کشورهای در حال توسعه نیز طبق برنامه و به تدریج جمع آوری خواهند شد. استفاده از کلروفلوئوروکربنها با تمام انواع کمپرسورها و در سیکل تراکمی ـ تبخیری امکان پذیر است. راندمان و ایمنی بالا و غیرقابل اشتعال بودن از خواص مثبت آنها است. متاسفانه این مبردها صدمات جبران ناپذیری را به لایه ازن وارد می کنند.
هیدروکلروفلوئوروکربنها (HCFC’s)
R-22 که پر استفاده ترین مبرد می باشد، در این گروه قرار می گیرد. این مبردها در سیکلهای تراکمی ـ تبخیری و با تمام انواع کمپرسورها قابل استفاده هستند. مانند مبردهای CFC برنامه برای ممنوعیت استفاده از آنها در تمام کشورها در حال انجام است.
هیدروفلوئوروکربنها (CFC’s)
این مواد از مبردهای نسبتا جدید بوده و به عنوان جایگزین برای مبردهای مخرب لایه ازن مطرح
می باشند. R-134a از جمله آنها بوده و با راندمان نسبتاً بالا، و با خواصی نظیر غیرقابل اشتعال و غیر سمی بودن، مشخصات اصلی یک مبرد خوب را دارد.
مبردهای مخلوط
در صورتی که دو یا چند مبرد مشخص با نسبت خاصی با هم مخلوط شوند، می توان به یک مبرد جدید دست یافت؛ به عنوان مثال R-407C از مخلوط R134a و R-125 به دست آمده و دارای خواص قابل توجهی می باشد. مبردهای مخلوط خود به دو دسته عمده تقسیم می شوند:
الف) آزئوتروپها: بعضی از مبردهای مخلوط خواصی مانند یک مبرد تک جزئی دارند؛ به عبارت دیگر فشار و دمای اشباع هر جزء با فشار و دمای اشباع کل مخلوط یکسان است. مثلا R-500 شامل دو جزء R-134a و R-125 بوده و مخلوطی از آزئوتروپ می باشد. نمودار 1 نشان دهنده رفتار این ماده در فازگاز و مایع است. همانطوری که ملاحظه می شود نسبت اختلاط هر دو جزء در فاز گاز یا مایع تقریبا یکسان است. به عبارت ساده تر دو جزء در هنگام تغییر فاز از هم جدا نشده و با هم تغییر فاز می دهند.
ب) زئوتروپها: برخلاف گروه فوق این نوع مخلوطها در هنگام تغییر فاز به اجزاء تشکیل دهنده خود تقسیم شده و لایه های مختلف گاز و مایع را تشکیل می دهند. از جمله زئوتروپها R407C و
R-410A می باشند. در هنگام استفاده از این مبردها باید ملاحظات خاص آنها را در نظر داشت.
آب
آب در سیسمتهای جذبی به عنوان مبرد مورد استفاده قرار می گیرد. در این سیستمها از آب در کنار یک محلول نمک مثل لیتیم بروماید که نقش جاذب را دارد استفاده می شود. چیلرهای جذبی COP پایینی دارند (حدود 1) درحالی که یک چیلر با کمپرسورهای سانتریفوژ COP حدود 5 دارد. از نظر زیست محیطی استفاده از آب که یک مبرد کاملا طبیعی است بسیار مطلوب می باشد هر چند که پایین بودن COP به این معنا است که در مقایسه با یک چیلر مثلا سانتریفوژ باید مقدار بیشتری سوخت فسیلی مصرف نمود تا همان میزان سرما را ایجاد کرد.
در مورد استفاده از چیلرهای جذبی لازم است برای هر پروژه، تحلیل فنی و اقتصادی مناسب انجام گیرد تا بهینه و مقرون به صرفه بودن استفاده از آن بررسی شود. بدین منظور می توان از نرم افزارهایی نظیر Mcquay’s Energy Analysis استفاده نمود.
از نقطه نظر زیست محیطی و ترمودینامیکی، آب شاید مبردی ایده آل برای کاربردهایی باشد که بالاتر از صفر درجه ی سانتی گراد کار می کنند. اما یک مشکل برزگ عملی در این بین وجود دارد که همان بالا بودن حجم مخصوص بخار آب است که مقدار آن تقریبا دو برابر یک مبرد HFC معمولی است. این امر بدین معنی است که کمپرسورهایی بسیار بزرگ برای چنین سیستمی لازم خواهند شد. بهترین نوع کمپرسور برای این سیستم، احتمالا کمپرسورهای محوری یا سانتریفوژ خواهند بود، اما انواع مناسب برای بخار آب در حال حاضر انواع بسیار خاصی بوده، قیمت بسیار بالایی داشته و زمان تحویل بسیار طولانی دارند. هزینه و اندازه ی بالای این سیستم ها و این که چنین سیستم هایی تنها باید به صورت «سفارشی» ساخته شوند، در حال حاضر آن ها را عملا از رده ی جایگزین های موجود جهت کاربردهای عمومی تهویه مطبوع خارج نموده است. پیشرفت های آینده ی محصولات تجاری و شاید سیستم های جایگزین بخار فشان، در آینده ی دورتر آب را به عنوان جایگزینی موفق مطرح نماید (البته آب می تواند به عنوان مبرد در چیلرهای سیکل لیتیوم برماید / آب مورد استفاده قرار گیرد. عنوان بعدی را ببینید).
چیلرهای سیکل جذبی:
چیلرهای سیکل جذبی که معمولا از آب/ آمونیاک یا لیتیوم برماید/ آب استفاده می کنند، در کاربردهای بسیار متنوع سرمایشی در دسترس هستند. سیکل جذبی، شبیه به سیکل تراکم بخار است، به جز اینکه کمپرسور در این سیستم ها با یک ابزوربر و ژنراتور جایگزین شده و این سیکل توسط اعمال گرما در ژنراتور راه اندازی می شود. سیکل تبرید جذبی، دارای بازدهی انرژی بسیار کمتری از سیکل تراکم بخار بوده و در مورد کاربردهای تهویه مطبوع، هزینه های سوخت و انتشار غیر مستقیم دی اکسید کربن آن بالاتر از سیستم های تراکم بخار معادل آن است. تنها استثنایی که در این مورد وجود دارد، مواردی است که انرژی گرمایی ارزان یا مجانی از یک منبع گرمای زاید، مانند سیستم ترکیبی گرما و نیرو (CHP)، در دسترس باشد. چیلرهای جذبی همچنین قیمت بالاتری از سیستم های تراکم بخار مشابه داشته و فضای نصب بیشتری نیاز دارند. بازدهی کمتر آن ها همچنین باعث می گردد که برای عمل سرمایش مشابه با سیستم تراکم بخار، حدود دو برابر تجهیزات وارهایی گرما نیاز داشته باشند.
سرمایش با هوا یا «سرمایش رایگان»:
خنک کننده های هوای خشک یا برج های خنک کننده ی تبخیری، می توانند به جای چیلرها در هوای سرد، به عنوان بخشی از استراتژی کارکرد سرمایشی رایگان به کار گرفته شوند. برای استفاده در هوای بسیار گرم، این سیستم ها نیاز به چیلرهایی جهت پوشش دادن حداکثر بار سرمایشی خواهند داشت. مزیت اصلی این نوع سرمایش رایگان، کاهش زمان کارکرد چیلر و در نتیجه کاهش مصرف انرژی و انتشار غیرمستقیم دی اکسیدکربن در جو می باشد. استفاده از این روش، اندازه یا تعداد چیلرهای لازم یا مقدار مبرد را کاهش نخواهد داد. عبارت «سرمایش رایگان» در این رابطه کمی گمراه کننده است، چون نیروی قابل توجهی برای راه اندازی پمپ و دمنده های موجود لازم خواهد بود.
آبهای زیرزمینی:
آب های زیرزمینی در بسیاری از نقاط قابل دسترس بوده و در طول سال دمایی حدود 12 تا C14 (در کشور انگلستان) دارد. این دما، بالاتر از دمای آب سرد تامین شده ای است که در سیستم های تهویه مطبوع معمولی مورد استفاده قرار می گیرد. اما در ساختمان های جدید، تهویه ی جابه جایی و سیستم های سرمایشی سقف های سرد می توانند جهت پذیرش این دماها بدون بروز ضعف عمده در کارآیی سیستم یا رفاه دمایی موجود در ساختمان، طراحی گردند. اگر در ساختمان فعلی، سیستم های تهویه مطبوع معمولی نتوانند با سیستم های فوق جایگزین گردند، تنها انتخاب برای استفاده از آب های زیرزمینی، به کارگیری آن ها به عنوان جاذب گرما جهت دفع دمای کندانسور چیلر می باشد. این امر می تواند بیشترین مزیت را در هوای گرم داشته باشد زیرا امکان پایین آمدن دمای چگالش را نسبت به بیشتر فرم های دیگر دفع گرما از جمله برج های خنک کننده ی تبخیری فراهم می آورد. اما صرف جویی های انجام شده در این رابطه، با هزینه های بالای پمپ کردن آب های زیرزمینی از چاه ها هم تراز خواهد شد. مشکل بزرگی که در رابطه با آب ها زیرزمینی مشاهده می شود، این است که پیش بینی مقدار آب چاه، قبل از اینکه اقدام به حفر آن شود، عملی نخواهد بود. مقدار آب به دست آمده بستگی به نفوذپذیری آب در لایه های زمین (یا بسترهای ماسه ای) دارد. تنها راه برای تعیین این مساله، حفر چاه و انجام آزمایش بر روی خاک داخل چاه است. این مساله باعث ریسک بیشتر در انجام این کار و عدم قطعیت در هر گونه برنامه ریزی سرمایش با آب های زیرزمینی خواهد شد.
سرمایش با استفاده از آب رودخانه ها و دریاچه ها
آب به نسبت گرم رودخانه یا دریاچه ها در طول تابستان، استفاده از آن را جهت سرمایش ناممکن می سازد. به عنوان مثال، دمای آب رودخانه ی تیمز Thames بین سال های 1984 تا 1994، در شش ماه از سال بالاتر از C15 بوده است. تنها راه برای به کارگیری چنین منبع دفع حرارتی، سرد کردن کندانسورها در چیلرهایی است که با آب خنک می شوند.
سیستم های جذب سطحی absorption جامد
این فرآیند، از یک ماده جاذب سطحی جامد برای جذب و دفع متناوب یک سیال مبرد عامل جهت ایجاد سرما بهره می گیرد. این فرآیند، مراحل تجربی خود را می گذراند و قبل از این که سیستم های تجاری آن بتوانند روانه ی بازار شوند، تحقیق های وسیعی در مورد آن لازم خواهد بود.
سرمایش تبخیری با چرخه ی باز
این روش، در کاربردها و شرایط آب و هوایی خاص، روشی بسیار ساده و مقرون به صرفه است. سیستم های تجاری که از این روش بهره می گیرند، به شکلی گسترده در مناطقی که آب و هوای خشک دارند (مانند جنوب غربی ایالات متحده) برای خنک کردن هوا به کار می روند (کولرهای آبی خودمان از همین روش استفاده می کنند). این سیستم ها را می توان با اضافه کردن مرحله ی رطوبت گیری برای استفاده در آب و هوای مرطوب تر به کار گرفت، اما چنین مرحله ای باعث افزایش اندازه، هزینه، پیچیدگی و مصرف انرژی سیستم خواهد شد. این روش تنها برای ساختمان هایی که دارای سیستم های تهویه مطبوع هوا هستند، مناسب است.
ابزارهای ترموالکتریکی
این ابزارها عموما جهت سرمایش «نقطه ای» در سرد کردن قطعات و سیستم های الکترونیکی به کار می رود. اما این تجهیزات در اندازه های بزرگ به شکل تجاری قابل دسترس نبوده و بازدهی پایین این تجهیزات، کاربرد آن ها را در سرمایش ساختمان غیر عملی می سازد.

چرخه ای Stirling و Ericsson و یخچال Gifford-McMahon
دستگاه هایی که بر اساس این چرخه ها کار می کنند، هنوز در مقیاس تجاری جهت تهویه مطبوع ساختمان ها وارد بازار نشده اند. تنها نمونه ی شناخته شده از این چرخه های تبرید، در یخچال های خانگی به کار برده شده است. با این که بازدهی این روش، بالاتر از سیستم های معادل آن است که با روش تراکم بخار کار می کنند، اما این چرخه ها نیاز به تجهیزات پیچیده تری داشته و در نتیجه قیمت بالاتری خواهند داشت.
تبرید با سیکل گاز:
محدودیت اصلی در سیکل گاز، بازدهی پایین آن در دماهای کاربری تهویه مطبوع می باشد. بازدهی سیستم های سیکل گاز، تنها در دمایی حدود C 70 زیر صفر با بازدهی سیستم های تراکم بخار قابل مقایسه است. مشخص شده است که سیستم های سیکل گاز که از هوا به عنوان سیال عامل استفاده می کنند (سیستم های سیکل هوا)، در ساختمان هایی که گرمای دفع شده می تواند همزمان با سرمایش ایجاد شده مورد استفاده قرار گیرد، قابل استفاده خواهند بود.
تبرید ترمیونیک
کاربرد عملی پدیده ی انتشار ترمیونیک جهت سرمایش، پیشنهاد گردیده اما هنوز به مرحله ی اثبات نرسیده است. تا زمانی که امکان این روش به اثبات نرسد، پیدایش سیستم های تجاری آن قابل انجام نخواهد بود.
تبرید مغناطیسی
تبرید مغناطیسی بر اساس خاصیت مغناطیس ـ گرمایی کار کرده و زمانی که مواد مشخصی به صورت آن ها زدوده می شود، ایجاد می شوند. با این که دستگاه های عملی با استفاده از این روش برای کاربردهای «سرمایش عمیق» جهت دست یابی به دماهای بسیار پایین مورد استفاده قرار گرفته اند، هزینه ی بالای این سیستم ها، کاربرد آن ها را در سرمایش ساختمان های غیرممکن می سازد. به نظر می رسد ابزارهای تبرید مغناطیسی دارای بازدهی انرژی بالایی بوده و از سیستم های تراکم بخار پر بازده تر باشند. اما تا پیدایش سیستم های عملی که با استفاده از این روش بتوانند در تهویه مطبوع ساختمان ها به کار گرفته شوند، 10 تا 20 سال زمان لازم است.
تبرید به روش حباب پالس
تبرید به روش حباب پالس، بر اساس اثر گرمایش و سرمایش به وجود آمده در نتیجه ی تراکم و انبساط گاز کار می کند. دستگاه هایی بر این اساس در سرمایش عمیق و کاربردهای فضایی استفاده شده اند، اما دستگاه های مقرون به صرفه و دارای بازدهی کافی، هنوز برای کاربردهای ساختمانی طراحی نگردیده اند. مزیت اصلی این روش، هزینه ی پایین و طول عمر طولانی آن است، اما احتمالا این روش، بازدهی دستگاه های تراکم بخار را نخواهد داشت.
تبرید به روش گرما ـ صوتی
تبرید به روش گرما ـ صوتی، با تبرید به روش حباب پالس مشابهت دارد، غیر از اینکه این روش از مولدهای صوتی و اثرات تشدید برای ایجاد تغییرات فشار که باعث گرمایش و سرمایش می شود، بهره می گیرد. همان طور که در مورد روش حباب پالس گفته شد، هزینه ها و بازدهی این روش نیز بایستی بهبود یابد تا کاربرد آن در ساختمان ها عملی گردد.
سرمایش نوری:
مبانی سرمایش نوری، ایجاد تابش الکترومغناطیسی در محدوده ی بسامد نوری است که باعث سرمایش یک ماده جامد می گردد. با اینکه متخصصین سرمایش عمیق و کاربردهای فضایی چنین سیستم هایی را طراحی نموده اند، اما محدودیت اصلی آن همانا هزینه ی بالا و بازدهی پایین آن است. بنابراین تا زمانی که پیشرفت های آینده در این زمینه نتواند به این محدودیت ها چیره شود، کاربرد این روش در تهویه مطبوع ساختمانی ممکن نخواهد شد.



نوع مطلب : گازها 

داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 
سه شنبه 1 بهمن 1392 09:55 ب.ظ
سه شنبه 1 بهمن 1392 09:55 ب.ظ
سه شنبه 1 بهمن 1392 09:54 ب.ظ
سه شنبه 1 بهمن 1392 09:54 ب.ظ
سه شنبه 1 بهمن 1392 09:53 ب.ظ
دوشنبه 11 آذر 1392 03:33 ب.ظ
شنبه 9 شهریور 1392 03:01 ب.ظ
بالاخره جیلرهای جذبی کارایی بهتری داره نسبت به تراکمی یه خیر؟هرجا یه جی نوشته
MAHDI
یکشنبه 27 مرداد 1392 11:27 ق.ظ
سلام.مطالب بسیار پر بارو مفهومی هستندوبابت این مطالب خاص از شما تشکر میکنم.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




Admin Logo
themebox Logo