بررسي سيستم سرمايش تركيبي كانال زيرزميني هوا و خنك‌كننده تبخيري مستقيم و ارزيابي عملكرد آن

Investigation and performance analysis of a hybrid cooling system of air underground channel and direct evaporative cooler

در مقاله حاضر به معرفي و پيشنهاد سيستم تركيبي كانال زيرزميني هوا و خنككننده تبخيري مستقيم براي تامين بار سرمايشي منازل در فصل گرما و ارزيابي عملكرد اين سيستم براي اقليم شهر تهران پرداخته شدهاست. اين ارزيابي براي شهر تهران كه داراي اقليم آب و هوايي گرم و خشك است و در گرمترين روز سال، انجام گرديده است. ابتدا به مدلسازي رياضي اجزاي سيستم تركيبي موجود در اين مقاله پرداخته شده است و سپس به كمك مدلسازيهاي رياضي به محاسبه توزيع دماي خروجي هوا از هر يك از اجزاي سيستم تركيبي پيشنهادي پرداخته شد. نتايج حاكي از كاهش حدود 10 درجهاي دماي هوا در كانال زيرزميني و كاهش 6 درجهاي دماي هوا در خنككننده تبخيري مستقيم دارد. با توجه به دماهاي بدست آمده از اين سيستم تركيبي و همچنين با توجه به ناحيه آسايش حرارتي، مشخص گرديد كه اين سيستم قادر است تا آسايش حرارتي را براي ساكنين در گرمترين روز سال در شهر تهران تامين كند. در ادامه با محاسبه راندمان سيستم تركيبي مورد بررسي در اين مقاله، مشاهده شد كه راندمان اين سيستم بالاي 1 است كه نشان از كارآيي بالاي اين سيستم دارد. در نهايت با مقايسه راندمان سيستم تركيبي حاضر و خنككننده تبخيري مستقيم مشاهده شد كه راندمان آن تا 45 درصد بيشتر از آن است. همچنين راندمان اين سيستم تركيبي بسيار بالاتر از سيستمهاي رايج مكانيكي موجود بوده و با توجه به غيرفعال بودن اين سيستم، با محيطزيست نيز سازگار است. بنابراين با توجه به مطالب ياد شده اين سيستم سرمايش تركيبي ميتواند جايگزين مناسبي براي سيستمهاي تهويه مطبوع متداول باشد.

In the present paper, cooling performance of a hybrid system of air underground channel and direct evaporative cooler to provide cooling load for residential spaces was investigated in summer and its performance evaluation was studied for Tehran, Iran. The study was performed on the hottest day of the year in Tehran, which has a hot and dry condition. At first, mathematical modeling of the hybrid system components was developed, then by using the mathematical modeling, outlet air temperature distribution of any component of the proposed hybrid system was calculated. The obtained results imply that air temperature drops about 10°C in underground air channel and 6°C in direct evaporative cooler. According to the obtained temperatures and thermal comfort zone, it was found that the hybrid system is able to provide, on the hottest days of the year, thermal comfort for the residental occupants in Tehran. Then, by calculating the system efficiency, it was found that the efficiency is more than 1 which indicates high performance of the hybrid system. Eventually, by comparing the efficiency of the hybrid system and direct evaporative cooler it was found that efficiency of the hybrid system is 45 percent more than direct evaporative cooler. Also the system efficiency is higher than conventional mechanical systems efficiency and it is eco-friendly because the system is passive. Thus according to the present work, the proposed hybrid cooling system could be a suitable alternative for conventional HVAC systems.