مهدی معرفت

محاسبه تابش خورشیدی رسیده به یک سطح افقی کاربرد‌های زیادی در محاسبات مصرف انرژی دارد. روش های زیادی برای پیش‌بینی تابش خورشیدی رسیده به یک سطح افقی در سطح زمین ارائه شده که این روش ها برای اقلیم‌ها و شرایط خاص مقدار تابش خورشیدی را صحیح پیش‌بینی می کنند و یا بر اساس داده‌های اندازه‌گیری شده در آن منطقه به دست آمده‌اند. بنابراین ارائه روش مناسب برای پیش‌بینی صحیح میزان تابش خورشیدی برای اقلیم‌های مختلف ایران ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده میانگین ماهانه و روزانه تابش کل خورشیدی توسط سازمان هواشناسی کشور برای یک دوره 14 ساله (1992-2005)، روش جدیدی برای برآورد میزان تابش کل خورشیدی رسیده به یک سطح افقی ارائه شده است. نتایج نشان می دهند که رابطه جدید ارائه شده و همچنین روش واتانابه به شرطی که ضریب صافی هوا به صورت صحیح برآورد شود، برای شهرهای مختلف ایران نتایج خوبی به دست می‌دهد.

هر چند که نمای خارجی ساختمان پارامتری است که معمولا توسط معماران و با در نظر گرفتن جنبه زیبایی و نمود ظاهری ساختمان انتخاب می شود ، ولی تحقیقات حاکی از آنست که نما یکی از عوامل تاثیرگذار بر شرایط حرارتی فضای داخل ساختمان است . این امر به ویژه در مورد نمای دیوارهای در معرض تابش آفتاب اهمیت بیشتری می یابد . ضریب جذب حرارت تابشی نمای ساختمان بیش از سایر خواص آن بر شرایط حرارتی ساختمان تاثیر می گذارد . در این تحقیق به بررسی تاثیر نمای دیوار خارجی بر عملکرد سیستمهای سرمایشی تابشی سقفی پرداخته شده است ...

ایجاد شرایط آسایش حرارتی تطبیقی یکی از روش های مؤثر در کاهش مصرف انرژی در ساختمان است. برای ایجاد شرایط آسایش حرارتی تطبیقی لازم است که ارتباطی بین دمای داخل و خارج ساختمان برقرار شود. تهویه طبیعی ساختمان یکی از روش های ایجاد چنین ارتباطی است. همچنین با تغییر میزان لباس نیز می توان شرایط آسایش حرارتی تطبیقی را فراهم نمود. در مواردی که از سیستم های گرمایش از کف هیدرونیک استفاده می شود اگرچه تهویه ساختمان به صورت طبیعی صورت می گیرد اما به علت اینرسی حرارتی بالای اینگونه سیستم ها امکان کنترل و تطبیق دمای کارکرد سیال عامل با توجه به تغییرات دمای هوای خارج ساختمان وجود ندارد. لذا به منظور ایجاد شرایط آسایش حرارتی تطبیقی در ساختمان های که از سیستم های گرمایش از کف هیدرونیک استفاده می کنند ساکنان ساختمان تنها می توانند با تغییر میزان لباس، تا حدی خود را با شرایط محیطی وفق دهند. اگر چه ساختار حرارتی ساختمان از جمله عایق کاری سطوح جانبی ساختمان و ضریب صدور تابشی سطوح داخلی آن نقش مؤثری را در عملکرد این سیستم ها ایفا می-کند اما بررسی های انجام شده در این مقاله نشان داد که شرایط آسایش حرارتی تطبیقی به کمک تغییر میزان لباس، از ساختار حرارتی ساختمان متاثر نیست. همچنین بررسی ها نشان داد که در مواردی که از سیستم های گرمایش از کف هیدرونیک استفاده می شود، با افزایش اندک میزان لباس به اندازه یک تی شرت نازک، می توان مصرف انرژی را در زمستان تا 5 درصد کاهش داد.

حل معادلات هدایت حرارت هذلولوی اغلب با مشکلات زیادی همراه است. لذا شناخت موارد کاربرد اینگونه معادلات و ضرورت استفاده از آنها بسیار حائز اهمیت است. در واقع با توجه به نوع شرایط مرزی حاکم بر مساله، در برخی موارد می توان با تقریب خوبی از معادله هدایت سهموی به جای معادله هدایت هذلولوی استفاده نمود. در این مقاله به بررسی همگرائی جوابهای معادله هدایت حرارت هذلولوی و سهموی با توجه به شرایط مرزی مختلف پرداخته شده است. در حالتی که سطح جسم ناگهان در معرض جابجایی حرارتی قرار می گیرد در لحظات اولیه، جوابهای این دو معادله کاملاً متمایز خواهند بود. اما بعد از گذشت مدت زمان طولانی جوابها همگرا خواهند شد. در مواردی که جسم تحت شرط مرزی نوسانی قرار دارد، حتی بعد از گذشت مدت زمان طولانی نیز جوابهای معادله هدایت حرارت هذلولوی و هدایت کلاسیک همگرا نخواهند شد. وقتی سطح جسم با محیط اطراف از طریق تابش تبادل حرارت می نماید، اگر اثرات تابش روی سطح خیلی قویتر از هدایت باشد و یا ضریب جذب سطح جسم خیلی بزرگ باشد، دمای سطح جسم با تقریب خوبی از معادله کلاسیک حرارت بدست می آید.

لوله های گرمایی وسایلی با قابلیت انتقال حرارت بالا هستند با توجه به خصوصیات حرارتی آنها، تحقیقاتی در رابطه با تئوری و ساخت مبدل حرارتی مایع ـ گاز (رادیاتور) با استفاده از لوله های گرمایی صورت گرفته است. مبدل حرارتی ساخته شده از 18 عدد ترموسیفون (لوله گرمایی بدون فتیله) در دو ردیف به صورت آرایشی هندسی مثلثی تشکیل شده است. حرارت از آب گرم به قسمت پایین ZrO2 مبدل حرارتی ( بیرون تبخیر کننده لوله گرمای) منتقل می شود و عمل دفع حرارت از قسمت بالای مبدل حرارتی توسط دمیدن هوا انجام می گیرد. محاسبات نشان می دهد محدودیت جوش حداقل مقدار محدودیت لوله گرمایی است وچون در شرایط طراحی ظرفیت هر ترموسیفون کمتر از مقدار محدودیت جوش است بنابراین اطمینان حاصل می شود که لوله گرمایی درعملکرد خود به محدوده بحرانی نمی رسد. محاسبات نشان می دهد مبدل حرارتی مورد استفاده به ازاء دبی 6 لیتر در دقیقه آب گرم 80 درجه سانتی گراد، توانایی انتقال حرارت 1908وات را دارا می باشد درآزمایش نرخ انتقال حرارت 1730 وات اندازه گیری شده است. مقایسه این دو عدد صحت محاسـبات و کارایی خوب مبدل حرارتی ساخته شده را تائید می کند [ 1 ]. نتایج محاسبات ضریب انتقال حرارت خارج چگالنده و داخل چگالنده در حالت تئوری و آزمایش همخوانی خوبی دارند ضریب انتقال حرارت داخلی در ترموسیفونهای مورد استفاده 7900 می باشد در حالی که برای لوله مبدل های عادی این ضریب بسیار کمتر در حدود 230 می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت استفاده از لوله گرمایی در مبدل حرارتی مایع ـ گاز کارایی آن را بهبود قابل توجهی می دهد.

قرار دادن عایق در ساختارهای ساختمانی باعث کاهش بارهای سرمایش و گرمایش می شود. علاوه بر ضخامت عایق، محل قرارگیری عایق نیز در ساختارهای ساختمانی مهم می باشد. قرارگیری عایق در داخل یا خارج یک ساختار از نظر میزان کاهش در بارهای ساختمان اثرات متفاوتی دارد . در این تحقیق 5 سانتیمتر عایق ( به صورت یک تکه کامل یا به صورت 2 تکه 5/2 سانتیمتری ) در نقاط مختلف دیوارها و سقف های بتنی (به ضخامت 20 سانتیمتر) یک ساختمان قرار داده می شود و اثر قرار گیری این عایق بر بارهای ساختمان بررسی می شود. این بررسی برای سه شهر تهران( معتدل)، تبریز(سرد) و اهواز(گرم) انجام شده است. نتایج نشان می دهند که برای شهرهای مورد نظر قرار دادن عایق در ساختارهای ساختمانی بار کل سالیانه را در حدود64-72 درصد کاهش خواهد داد و میزان این کاهش به موقعیت قرارگیری عایق در جدار ساختمانی بستگی دارد

در سیستم های سرمایش جذبی خورشیدی آبگرم ورودی به چیلر جذبی تک اثره از مخزن ذخیره آبگرم گردآورنده خورشیدی تامین می شود. از طرفی آب سرد تولیدی چیلر نیز در مخزن جداگانه ای جهت تامین باربرودتی ساختمان در طول شبانه روز ذخیره سازی میشود. مشخصات این سیستم از قبیل ظرفیت هر یک از مخازن یاد شده و تناژ چیلر تابع عوامل مختلفی نظیر تعداد ساعات مؤثرتابش خورشید و توزیع آن در طی شبانه روز، الگوی مصرف باربرودتی مورد نیاز ساختمان در طی ساعات شبانه روز، ساعات کارکرد چیلر و ظرفیت آن در طی شبانه روز است. برای تعیین حالت کارکرد بهینه سیستم سرمایش خورشیدی اثرات هر یک از عوامل یاد شده می بایست به همراه محدودیت های اقتصادی بطور همزمان در طراحی لحاظ شود. در این پژوهش یک روش تحلیلی جهت بررسی ارتباط پارامترهای یادشده نسبت به کارکرد بهینه سیستم سرمایش جذبی خورشیدی ارائه گردیده است. با بکارگیری این روش نقطه بهینه طراحی سیستم بدست می آید

بدست آوردن مقادیر مناسب کمیتهایی نظیر دبی جرمی جریانهای هوای خشک?شونده و هوای بازیافت?کننده، دما و رطوبت مطلق هر یک از این دو جریان، همچنین سرعت دوران چرخ رطوبت?زدا، جرم مواد جاذب موجود در ماتـریس و ابعـاد و کیفیتهای ساختمانی آن، مساله طراحی بهینه چرخ رطـوبت?زدا را بسیار مشکل و پیچیده می?کند. دشواری مساٌله، به دلیل تاثیر تغییر هر یک از کمیتهای مذکور بر سایر کمیتهاست. در این مقاله، روشی ساده برای تحلیل چرخ رطوبت?زدا ارائـه شده است که ضمن سادگی، نیاز به تکرار تحلیل به ازای تغییرات تمامی مقادیر ورودی ندارد. این روش بر این پایه که حداقل رطوبت مطلق هوای خشک?شونده خروجی از چرخ رطوبت?زدا مستقل از دمای هوای بازیافت?کننده است، استوار باشد.