شبيه‌سازي و بررسي فني ـ اقتصادي سامانه چيلر جذبي تك اثرۀ آب ـ ليتيم بروميد مدد يافته با انرژي خورشيدي

Simulation and Techno-Economic Investigation of Solar Assisted Single-Effect Water-Lithium Bromide Absorption Chiller

انرژی خورشیدی یكی از انرژی های تجدیدپذیر است كه برای بسیاری از فرآیندهای طبیعی كره زمین، حیاتی می‌باشد. كاربرد انرژی خورشیدی به منظور تأمین آب­گرم مصرفی، گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها در ایران در دهه­های اخیر بسیار موردتوجه قرار گرفته است. در این مقاله، شبیه‌سازی و بررسی فنی ـ اقتصادی یك سامانه چیلر جذبی تك اثره آب ـ لیتیم برومید خورشیدی در شرایط اقلیمی اصفهان مطالعه شده است. بیشترین تقاضای انرژی سرمایشی برای این ساختمان 17 كیلو وات می‌باشد كه در تیرماه اتفاق می‌افتد. بنابراین یك چیلر جذبی با ظرفیت 19 كیلو وات (5 تن تبرید، متناظر با ساختمانی با زیر بنای  200 متر مربع) انتخاب شد. ساعت­های استفاده مفید از این سامانه سرمایشی خورشیدی از  7 صبح الی 7 بعد از ظهر، در روزهای یازدهم اردیبهشت تا هشتم مهرماه در نظر گرفته شد. فعالیت سامانه در زمان كمبود تابش خورشیدی با استفاده از انرژی ذخیره شده در مخزن ذخیره گرما و همچنین یك گرم­كن كمكی ادامه می‌یابد. نتیجه های اقتصادی نشان می‌دهد كه كلكتور لوله­ ای تخلیه شده با مساحت 30 متر مربع بهترین انتخاب برای این شرایط می‌باشد. این سامانه در مقایسه با چیلرهای جذبی شعله مستقیم با ظرفیت یكسان، سالانه 895 متر مكعب صرفه‌جویی در مصرف گاز طبیعی را به همراه دارد.

Solar energy is a renewable and crucial form of energy for many natural processes on the Earth. The application of solar energy to provide hot water, heating and cooling of residential area has been considered in Iran in recent decades. In this paper, simulation and techno-economic investigation of a single-effect water-lithium bromide solar absorption chiller in Isfahan climate is presented. A single effect absorption chiller with a capacity of 19 kW (5 tons of refrigeration), providing cooling for a 200 m2 residential area is proposed. Maximum energy required for cooling such a building is 17 kW, which occurs in July. The daily occupancy schedule is considered between 7a.m. and 7p.m. and the cooling schedule is considered between May 1st to September 30th. At low solar radiation, the system operates with the energy stored in the storage tank and with an auxiliary heater. Economic results show that the evacuated tube collector with total absorber area of 30m2 is the best option in this plant. This system in comparison to a similar capacity direct-fired absorption chiller will save 895 m3 of natural gas per year.