مدلسازی ترمودینامیک و بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد و مصرف آب کولرهای تبخیری مستقیم با استفاده از طراحی آزمایش ها و روش فاکتوریل کامل

در این مقاله، عملکرد کولرهای تبخیری مستقیم با استفاده از مدلسازی ترمودینامیکی و روش طراحی آزمایش ها بررسی و تحلیل شده است. هدف این مطالعه، ارزیابی تاثیر پارامترهای مختلف بر مصرف آب و ظرفیت سرمایش کولرها است. مدل ترمودینامیکی ارائه شده با داده های تجربی اعتبارسنجی شده و از دقت بالایی در پیش بینی دمای هوای خروجی (با خطای متوسط ۱/۹ درصد) و میزان آب مصرفی (با خطای متوسط ۷ درصد) برخوردار است. همچنین، با به کارگیری روش طراحی آزمایش فاکتوریل کامل، اثرات مستقل و برهم کنش عوامل کلیدی ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که دبی هوای ورودی و راندمان اشباع بیشترین تاثیر را بر مصرف آب دارند؛ به طوری که افزایش راندمان اشباع از ۴۰ درصد به ۹۰ درصد می تواند مصرف آب را تا ۱۳۰ درصد افزایش دهد. درنهایت، دو مدل رگرسیونی ساده برای تخمین ظرفیت سرمایش و مصرف آب کولرهای آبی پیشنهاد شده و بر این اساس، مصرف سالیانه آب این تجهیزات در ۹ شهر منتخب ایران محاسبه گردید. برآوردها نشان می دهد که مصرف آب سالانه برای یک کولر آبی متداول ۷۰۰۰ فوت مکعب بر دقیقه با راندمان ۷۰ درصد، از حدود ۵۸ مترمکعب در تبریز تا ۱۹۴ مترمکعب در یزد متغیر است که این امر اهمیت تاثیر شرایط اقلیمی را در بهره برداری از این تجهیزات آشکار می سازد. نتایج این پژوهش می تواند به مهندسان در طراحی و انتخاب کولرها کمک نموده و برای سیاست گذاری مدیریت مصرف آب، برنامه ریزی شهری پایدار، تدوین مقررات انرژی و آب در مبحث نوزده مقررات ملی ساختمان و همچنین طراحی سیستم های سرمایشی پایدار در شهرهای گرم و خشک کشور مفید باشند.

کلیدواژه ها:

کولر آبی ، طراحی آزمایش ها ، روش فاکتوریل کامل ، مصرف آب ، مدلسازی ترمودینامیک