روناک دقیق

در این پژوهش سعی بر این است که علاوه بر بهینه‌سازی مصرف سوخت، تاخیر در تامین آب گرم مصرفی، که یکی از مهم‌ترین عیب‌های این تجهیز است رفع شود که به همین جهت نیازمند تغییر و اصلاح است. نتایج نشان داد که پیش گرم‌کردن آب سرد ورودی به دستگاه با بهره‌گیری از گرمای آب برگشتی به سیستم، زمان تاخیر در تامین آب گرم مصرفی را تا 50 درصد کاهش داده و در نهایت، کارایی مبدل نشان می‌دهد که درزمان تست و در حالت مصرفی، مبدل کارایی 49 تا 57 درصد را داراست. در مرحله بعدی، جهت ساخت کلکتور خورشیدی مناسب، سه جنس آلومینیوم، پلاستیک و حلبی در شرایط محیطی مختلف مقایسه شد و همچنین تاثیر رنگ سیاه مات و شرایط محیطی بررسی گردید که در نهایت نتیجه‌گیری گردید که استفاده از جنس آلومینیوم نسبت به سایر جنس‌ها بهتر است و سرانجام در تمامی حالت‌ها و استفاده از جنس‌های مختلف در شرایط عایق شده و استفاده از رنگ سیاه مات به ترتیب بیشترین تاثیر را بر میزان گرمایش آب دارند. در گام نهایی تحقیق، تاثیر استفاده از کلکتور خورشیدی بر میزان کاهش مصرف سوخت دستگاه مورد بررسی قرار گرفته که نتایج حاصله نشان داده استفاده از کلکتور خورشیدی می‌تواند مصرف سوخت دستگاه را تا 20 درصد تقلیل دهد.

در این تحقیق، ساخت و آزمایش یک دستگاه آب‌شیرین‌کن خورشیدی جدید و قابل حمل بررسی شده است. تمامی آزمایش ها در دانشگاه کردستان واقع در شهرستان سنندج، استان کردستان، کشور ایران، در طول روز از ساعت ۹ صبح تا ۶ عصر و در مهر ماه سال ۱۴۰۰ انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که بیشترین میزان تولید آب خالص در یک روز توسط دستگاه ۱۵۵۰ میلی‌لیتر به ازای هر متر مربع بوده است که این میزان نسبت به آب‌شیرین‌کن خورشیدی ساده تک شیبه در شرایط یکسان ۱۴/۱۴۳ درصد بیش‌تر است. علاوه بر آن‌ بازدهی انرژی و اگزرژی برای آب شیرین‌کن خورشیدی ساخته شده محاسبه شده است که به ترتیب ۲۸ درصد و ۶۷/۱ درصد گزارش شده است. همچنین هزینه هر لیتر آب تولید شده توسط دستگاه ساخته شده 24125ریال در سال ۱۴۰۰ محاسبه شده است. بدین ترتیب کارایی اصلاحات انجام شده روی آب شیرین‌کن خورشیدی در بهبود عملکرد دستگاه به اثبات رسیده و ثابت گردید که آب شیرین‌کن خورشیدی طراحی شده به عنوان یک روش پایدار و کم هزینه، می‌تواند برای تهیه آب شرب در مناطق دورافتاده مناسب باشد.

در این پژوهش، به طراحی و ساخت سیستم آب گرم کن هوا با آب پرداخته شد. در این پژوهش تاثیر استفاده از انرژی خورشیدی بر روی سیستم گرمایشی در شرایط آب و هوایی شهر سنندج مورد بررسی قرار گرفت. از سه مدل مختلف به منظور تامین برق فن که در ورودی کانال قرار دارد استفاده شد .نتایج بررسی سه مدل مختلف مدل میکرو ژنراتور آبی، مدل میکرو توربین بادی و مدل ترکیب همزمان نشان می‌دهد که توان تولیدی در این سه حالت به ترتیب 2.64، 2.1، 4.2 وات بوده و بیشترین دمای هوای خروجی از کانال در سه مدل به ترتیب 48.66℃، 54.38℃و 52.88℃ است. نتایج به دست آمده رابطه مستقیم دما با شدت تابش خورشید، دمای محیط و رابطه عکس آن با سرعت باد را نشان می‌دهد به عبارت دیگر دمای هوای خروجی کانال با افزایش شدت تابش نور خورشید و دمای محیط افزایش می‌یابد ولی با افزایش سرعت باد کاهش پیدا می‌کند. میانگین بازده حرارتی سیستم به دست آمده برای سه مدل میکرو ژنراتور آبی ، مدل میکرو توربین بادی و مدل ترکیب همزمان میکرو ژنراتور آبی و توربین بادی به ترتیب 40 % ، 0.27 % و 43% است.

استفاده از دسیکنت ها در تهویه مطبوع، می تواند بدون آسیب به محیط زیست، باعث کاهش انرژی مورد نیاز و افزایش شاخص کیفیت هوا شود. علاوه بر این، چون بار سرمایشی، با شدت تابش خورشیدی مقارن است، بهره گیری از انرژی خورشیدی در بحث سرمایش بسیار مورد توجه قرار گرفته است. سیستم هایی که بر اساس دسیکنت مایع کار می کنند، از دو قسمت اصلی به نام رطوبت زدا و احیاگر تشکیل شده اند. در این تحقیق، یک پیکربندی جدید از احیاگرها تحت عنوان "کلکتور/احیاگر خورشیدی تزریق هوای لوله خلاء" معرفی و مطالعه می شود. به همین منظور، یک دستگاه نمونه اولیه، ساخته شد و تغییرات متغیرهای کنترل شده دبی هوا، عمق تزریق هوا و غلظت اولیه ی کلسیم کلرید بر عملکرد آن در 8 حالت بهبودیافته نسبت به 2 حالت پایه بررسی گردید. آزمایش ها، در آب و هوای شهر سنندج در فصل تابستان 1401، انجام شد. نتایج نشان داد که غلظت اولیه بیشترین تاثیر را بر عملکرد دستگاه دارد. همچنین، افزایش دبی هوا، در کل، باعث استخراج آب بیشتری از دسیکنت رقیق شد. افزایش عمق تزریق هوا باعث کاهش جزئی خروجی دستگاه شد. بیشینه مقدار آب استخراج شده، 576 گرم و متعلق به حالت 10 (دبی 10 لیتر بر دقیقه، عمق شیلنگ 50 سانتی متر و غلظت اولیه 30 درصد) بود. بیشینه مقدار بهبود نسبت به حالت پایه 139% بود که در حالت 5 (دبی 10 لیتر بر دقیقه، عمق شیلنگ 50 سانتی متر و غلظت اولیه 35 درصد) به دست آمد.

دما و رطوبت دو عوامل تاثیرگذار در عملکرد کندوهای زنبور عسل به شمار می آید، کاهش دما در کندو همزمان باعث افزایش مصرف عسل و بالا رفتن رطوبت کندو در فصول سرد سال می شود و نیز افزایش دما در فصول گرم در کندو باعث کاهش تولید عسل و تکثیر جمعیت در کندو می شود. همچنین وجود مقادیر بالای رطوبت در داخل کندو باعث افزایش امراض مختلف از جمله کنه واروآ در کندو می شود. در نتیجه کنترل این پارامترها می تواند عملکرد یک کندو را تحت تاثیر قراردهد. هدف این پژوهش طراحی و ساخت کندوی زنبورعسل خورشیدی با استفاده از کلکتور فتوولتائیک و ماژول ترموالکتریک به منظور بهبود عملکرد سرمایشی و گرمایشی سیستم است. برای ساخت کندوی خورشیدی از یک کندوی زنبور عسل معمولی استفاده شده است و گرمایش و سرمایش موردنیاز کندو با نصب ماژول ترموالکتریک به همراه هیت سینک و فن تامین شده است. برای تامین و ذخیره انرژی الکتریکی مورد نیاز کندو خورشیدی از کلکتور فتوولتائیک و باتری 66 آمپر استفاده شده است. در این پژوهش برای مقایسه عملکرد این کندوی زنبور عسل و یک کندوی معمولی با شرایط تقریبا یکسان از نظر تعداد قاب، وجودملکه جوان، ذخیره عسل و گرده تقریبا برابر، ثبت داده های مربوط به دما، رطوبت و وزن کندوها در مدت هفت ماه از تاریخ اول دی ماه سال 1399 تا پایان تیر ماه سال 1400 انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که کندوی خورشیدی ساخته شده توانایی تامین گرمایش و سرمایش به منظورکنترل دما و رطوبت در محدوده مورد نظر را دارد. در فصل زمستان و هنگامی که کندوی خورشیدی در حالت زمستانه قرار داده شده بود در حالی که دمای محیط به منفی 9 درجه سلسیوس رسیده بود دمای در کندوی خورشیدی از مقدار 12 درجه سلسیوس کمتر نشده این در حالی است کمترین مقدار دمای ثبت شده در کندوی معمولی به مقدار 3/3 درجه سلسیوس رسیده بود داده های ثبت رطوبت اندازه گیری شده نشان می دهد در حالی که رطوبت در کندوی معمولی در بیشترین حالت به میزان 2/84 درصد می رسد رطوبت در کندوی خورشیدی از مقدار تعیین شده فراتر نرفته و مقدار آن 2/58 درصد ثبت شده است. با سنجش وزن کندوی خورشیدی و کندوی معمولی مشخص شد که گرمایش کندوی خورشیدی در فصول سرد سال باعث مصرف عسل کمتری خواهد شد. همچنین تخم ریزی ملکه در کندوی خورشیدی زودتر از کندوی عادی اتفاق افتاد. در اولین بازدید در اواخر اسفندماه ازکندوی خورشیدی مشاهده شد که درکف کندوی خورشیدی کنه واروآ وجود ندارد، این در حالی است که درکف کندوی عادی کنه مشاهده گردید. همچنین نتایج آزمایشگاهی نشان داد که تخم ریزی در کندوی خورشیدی زودتر از کندوی معمولی اتفاق می افتد و تعداد تکثیر در کندوی خورشیدی دو برابر کندوی عادی است. خنک کردن دما موجب ازدیاد جمعیت بیشتر زنبورها در کندوی خورشیدی شد که این موضوع از ازدیاد وزن تولید عسل و تخم ریزی ملکه در فصل گرما در کندو خورشیدی نسبت به کندو معمولی مشاهده شد. در آخر یافته های آزمایشگاهی نشان داد که کندوی خورشیدی نسبت به کندوی معمولی دارای بازدهی بالاتر، بیماری کمتر و مقدار تکثیر بیشتر زنبور است.

در سال های اخیر، طراحی سیستم تولید توان با بازدهی بالا و آلایندگی کم، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، یک سیستم ترکیبی شامل پیل سوختی غشاء پلیمری، چرخه کالینا و کالکتورهای لوله خلاء حرارتی به منظور تولید توان طراحی شده است. سیستم پیشنهادی از دیدگاه ترمودینامیکی، زیست محیطی و اگزرژی –اقتصادی، با استفاده از نرم افزارهای متلب و EES مورد ارزیابی قرار گرفته است و تاثیر پارامترهای کلیدی سیستم شامل چگالی جریان، دما و فشار کاری پیل سوختی، فشار ورودی توربین و دمای سیال خروجی از کالکتور بر عملکرد سیستم بررسی شده اند. نتایج نشان داد که بازدهی انرژی و اگزرژی سیستم پیشنهادی در شرایط داده شده، نسبت به یک پیل سوختی مستقل به ترتیب 12/13 و 35/10 درصد بهبود یافته است. هزینه واحد محصول سیستم و توان تولیدی سیستم در این حالت 1/136 دلار بر گیگاژول و 1/145 کیلووات به دست آمد. بازده انرژی و اگرژی سیستم در شرایط داده شده به ترتیب، 79/51 و 87/46 درصد به دست آمد. همچنین سیستم در این شرایط، از تولید 1/116 کیلوگرم کربن دی اکسید بر ساعت جلوگیری می کند. مطالعه پارامترهای سیستم نشان داد که رابطه مستقیمی بین افزایش چگالی جریان، دما و فشار کاری پیل سوختی و کاهش بازدهی انرژی و اگزرژی سیستم وجود دارد. از طرفی هزینه واحد محصول سیستم با افزایش این پارامترها بالا می رود. همچنین ارزیابی سیستم نشان داد که یک فشار ورودی توربین بهینه برای دستیابی به بهترین بازدهی و کمترین هزینه واحد محصول سیستم و بیشترین میزان کاهش آلایندگی وجود دارد. کالکتورهای خورشیدی اگرچه بازدهی انرژی سیستم را کاهش می دهند ولی باعث افزایش بازدهی اگزرژی و کاهش هزینه واحد محصول سیستم می شوند. ارزیابی سیستم نشان داد که بیشترین نرخ هزینه های مربوط به تخریب اگزرژی و هزینه اولیه مربوط به پیل سوختی است. تغییرات نرخ کاهش آلایندگی سیستم نسبت به چگالی جریان، فشار و دمای کاری پیل سوختی، رفتاری مشابه با تغییرات توان خروجی پیل سوختی نسبت به این پارامترها دارد. از

پایان نامه حاضر با هدف توسعه مدل های حرارتی و الکتریکی، قادر به تخمین عملکرد حرارتی و الکتریکی دو بعدی یک ماژول PV تحت شرایط هواشناسی سلیمانیه و سنندج است. مدل سازی حرارتی در محیط نرم افزار COMSOL Multiphysics و مدل سازی الکتریکی در محیط نرم افزار MATLAB توسعه یافته است. هدف اصلی مدل الکتریکی بررسی خصوصیات I-V و P-V ماژول PV فیلم نازک در کلکتور با خنک سازی در دمای سطح مختلف و تابش است. انتقال حرارت و افزایش سرعت مایع در یک جمع کننده حرارتی با نصب یک بافل مورد بررسی قرار می گردد. ننتایج نشان داد که حداکثر مقادیر بازده الکتریکی و حرارتی ماژول PV خنک شده به ترتیب 11.87% و %52.3 درصد است.

در این پژوهش، آزمایش سیستم ترکیبی کلکتور فتوولتاییک حرارتی، کلکتور لوله خلاء با لوله حرارتی و کلکتور لوله خلاء با لوله U-شکل به صورت تجربی در شهر سنندج انجام شد. این آزمایش در فضای پشت ساختمان شماره دو دانشکده مهندسی دانشگاه کردستان صورت گرفت. بعد از آزمایش و نمونه بردای، داده های استخراج شده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته شد. این سیستم در شش حالت مختلف بررسی شد که عبارتند از: 1) فتوولتاییک و کلکتور لوله خلاء با لوله حرارتی دارای متمرکزکننده سهموی،2)فتوولتاییک و کلکتور لوله خلاء با لوله U-شکل سری دارای متمرکزکننده سهموی،3) فتوولتاییک حرارتی و کلکتور لوله خلاء با لوله U-شکل سری بدون متمرکزکننده سهموی، 4)فتوولتاییک حرارتی و کلکتور لوله خلاء با لوله U-شکل موازی بدون متمرکزکننده سهموی، 5)فتوولتاییک حرارتی و کلکتور لوله خلاء با لوله U-شکل سری دارای متمرکزکننده سهموی، 6)فتوولتاییک حرارتی و کلکتور لوله خلاء با لوله U-شکل موازی دارای متمرکزکننده سهموی. حالت های مذکور ابتدا هر کدام به صورت جداگانه تحلیل خواهند شد و سپس حالت های اول و دوم باهم و حالت های سوم تا ششم باهم مقایسه می شوند.

در این پژوهش، به طراحی و ساخت خشک کن خورشیدی غیرمستقیم با استفاده از کلکتور فتوولتاییک حرارتی و کلکتور تحت خلا لوله ای پرداخته شد. هدف اصلی سیستم، افزایش بازده الکتریکی کلکتور فتوولتاییک، تامین بار گرمایشی خشک کن خورشیدی غیرمستقیم، یافتن بهترین مدل برای فرایند خشک کردن و ارائه مدل جدید برای پیش بینی خشک کردن ترخینه (ماده خشک شونده) میباشد. سیستم ساخته شده در شرایط آب و هوایی شهر سنندج، در دو حالت مورد آزمایش قرار گرفت و با حالت خشک کردن در هوای آزاد زیر آفتاب مقایسه شد. این دو حالت عبارتند از: 1) خشککن خورشیدی غیرمستقیم کوپل شده با کلکتور فتوولتائ یک حرارتی 2) خشککن خورشیدی غیرمستقیم کوپل شده با کلکتورهای تحت خلاء لوله ای. نتایج و بررسی کلکتور فتوولتائیک و کلکتور فتوولتائیک حرارتی نشان داد که توان الکتریکی تولیدی در این دو حالت به ترتیب 81/60 و 89/67 وات است. بیشینه دمای هوای خروجی از کلکتورهای تحت خلا لوله ای و فتوولتائیک حرارتی به ترتیب 58 درجه و 46 درجه سانتی گراد در ساعات 14:14 و 14:58 است. نتایج حاصل از خشک کردن ترخینه نشان داد که در روش خشک کردن در هوای آزاد زیر آفتاب بعد از گذشت 11 ساعت محتوای خروجی از مبدل حرارتی زیر کلکتور فتوولتاییک وارد خشک کن می شود، بعد از گذشت 11 ساعت، محتوای رطوبت به حدود 9 درصد و در حالتی که هوای ورودی به خشک کن توسط کلکتورهای تحت خلاء لوله ی گرم می شود، محتوای رطوبت به 4 درصد کاهش یدا می کند. نتایج حاصل از برازش داده ای آزمایشگاهی با مدل ای ارائه شده نشان داد از میان مدل ای ارائه شده توسط دیگر پژوهشگران در دنیا مدل مید

در این پژوهش، سیستم ترکیبی گرمایشی کلکتور فتوولتائیک حرارتی خورشیدی طراحی و به صورت تجربی در شهر سنندج آزمایش شد. سپس، ارزیابی عملکرد کلکتور فتوولتائیک خورشیدی با استفاده از مبدل گرمایی خنک شونده و پیکربندی های مختلف برای بهبود آن مورد بررسی قرار گرفت و در ماه شهریور در فضای پشت ساختمان شماره ی دو دانشکده مهندسی دانشگاه کردستان مورد تجزیه، تحلیل و نمونه برداری قرار گرفت. مدهای طراحی و آزمایش شده به همراه مبدل های گرمایی انتخابی مسی- آهنی و لوله ای-کانالی برای مقایسه با مد ساده بدون مبدل حرارتی در قسمت کلکتور فتوولتاییک عبارت است از: 1-مد آبی به همراه مبدل حرارتی لوله مسی 2-مد آبی به همراه مبدل حرارتی داکت مستطیل آهنی 3-مد آبی ترکیبی به همراه مبدل حرارتی لوله مسی و داکت مستطیل آهنی. آب گرم شده از سیستم ترکیبی فتوولتاییک می تواند برای تبادل انتقال حرارت وارد مخزن ذخیره آب گرم شود و یا به عنوان آب پیش گرم استفاده شود. توان الکتریکی خروجی مد آبی ترکیبی به همراه مبدل حرارتی لوله مسی و داکت مستطیل آهنی برابر مقدار23/70 وات بوده که در مقایسه با سایر مدها دارای بیشترین مقدار است. بازده الکتریکی برای مد آبی ترکیبی به همراه مبدل حرارتی لوله مسی و داکت مستطیل آهنی در ساعت 13:18 برابر مقدار 42/12 درصد است در مقایسه با مد ساده 2/10 درصد بهبود بازده الکتریکی به دست آمده است. حداکثر توان تولیدی الکتریکی در مد ساده برابر مقدار 8/60 وات است. بازده الکتریکی کلکتور مبدل حرارتی لوله مسی در دمای کاهشی صفر برابر مقدار 66/13 درصد و در دمای کاهشیºC m2/W 025/0 برابر مقدار 65/12 درصد است. در تحلیل اکسرژی سیستم مشخص شد که بازده اکسرژی حرارتی در مبدل حرارتی لوله ای همزمان با افزایش شدت تابش خورشیدی در طول روز، پس از تغییرات ناچیزی در ابتدای آزمایش، افزایش می یابد و روند صعودی آن تا ظهر ادامه می یابد در همین حال، بازده اکسرژی الکتریکی برعکس بازده اکسرژی حرارتی روند نزولی دارد. میزان میانگین توان الکتریکی تولیدی افزایشی کلکتور فتوولتاییک با کلکتور مبدل حرارتی لوله مسی، کلکتور ترکیبی و کلکتور داکت مستطیل آهنی بر اساس میانگین وات ساعت تولیدی در شهریور به ترتیب مقادیر 14012، 15291 و 14561 است. میزان انرژی حرارتی دریافتی از سیستم آزمایش شده برای مد آبی ترکیبی به همراه مبدل حرارتی لوله مسی و داکت مستطیل آهنی برابر 34/89 کیلووات ساعت بر متر مربع است.

در این پژوهش عملکرد یک سیستم ترکیبی دسیکانت مایع-پمپ حرارتی به اضافه خشک کن مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم دسیکانت مایع یک سیستم چرخه باز می باشد که از انرژی خورشیدی در قسمت بازسازی کننده آن استفاده می شود. هوای رطوبت زدایی شده پس از خروج از سیستم دسیکانت مایع تحویل پمپ حرارتی داده می شود تا جهت سرمایش و گرمایش فضا استفاده شود. عملکرد سیستم مفروض برای یک فضای آزمایشی متشکل از یک خانه ی 100 متری با 4 نفر سکنه در شرایط آب و هوایی شهر سنندج مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی همه جانبه، سیستم کلی به 2 زیرسیستم: 1) سیستم دسیکانت مایع و 2) پمپ حرارتی و خشک کن تقسیم شده است. نتایج سیستم دسیکانت مایع نشان می دهند که با توجه به شرایط هوای ورودی به قسمت رطوبت زدای سیستم، با افزایش فشار، میزان مقدار گرمایی که از هوا جهت رطوبت زدایی باید گرفته شود، افزایش می یابد. همچنین، در یک دمای ورودی مشخص، میزان گرمای گرفته شده از هوا با افزایش دمای آب برج خنک کن کاهش یافته است. علاوه بر این، با بررسی اثر تابش خورشیدی مشخص شد که میزان مقدار تابش خورشیدی با مقدار گرمای گرفته شده از هوا رابطه عکس دارد. به این صورت که زمانی که میزان مقدار تابش خورشیدی افزایش می یابد، مقدار گرمای گرفته شده از هوا کاهش می یابد. از آنجا که دسیکانت غلیظ در قسمت رطوبت زدای سیستم تمایل به جذب رطوبت بیشتری از هوا دارد، از این رو، با افزایش غلظت مایع دسیکانت مقدار گرمای گرفته شده از هوا نیز افزایش می یابد، که این اثر عملکرد سیستم سرمایش را بهبود می بخشد. در سیستم پمپ حرارتی در حالت سرمایشی و در بازه دمایی 15- تا 15 درجه سانتی گراد، نتایج نشان می دهند که با افزایش دما، ضریب عملکرد سیستم افزایش می یابد. در حالیکه، مقدار نرخ انتقال حرارت در کندانسور پمپ حرارتی با دما رابطه معکوس دارد و با افزایش دما مقدارش کاهش می یابد. همچنین، با افزایش دبی جرمی مایع مبرد میزان ضریب عملکرد سرمایشی نیز افزایش می یابند. از طرفی، در حالت گرمایشی سیستم پمپ حرارتی، در بازه دمایی 20 تا 30 درجه سانتی گراد نتایج نشان می دهند که نرخ انتقال حرارت کندانسور از 61/13 کیلووات به ماکزیمم مقدار خود، 4/16 کیلووات در دمای 30 درجه سانتی گراد می رسد. همچنین نرخ انتقال حرارت کندانسور و نرخ انتقال حرارت اواپراتور با افزایش دمای محیط افزایش می یابند. در نهایت از گرمای دفع شده از کندانسور پمپ حرارتی برای خشک کن استفاده می شود. بدین صورت که با گرمای کندانسور می توان هوا را تا دمایی حدود 50 تا 60 درجه سانتی گراد گرم کرد و از آن در سیستم خشک کن جهت خشک کردن میوه و سبزیجات و دیگر محصولات حسب نیاز استفاده کرد.

در این پژوهش عملکرد یک سیستم ترکیبی خورشیدی-پیل سوختی تولید توان، سرمایش و گرمایش مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی سیستم، تامین توان الکتریکی، گرمایش و سرمایش موردنیاز می باشد.عملکرد سیستم برای یک فضای آزمایشی متشکل از یک خانه ی 100 متری با 4 نفر ساکن در خانه در شرایط آب و هوایی شهر سنندج مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی همه جانبه، سیستم کلی به 2 زیرسیستم: 1) کلکتور فتوولتائیک-حرارتی و 2) پیل سوختی و سرمایش-گرمایش تقسیم شده و این زیر سیستم ها برای تمامی روزهای سال مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج این بررسی برای 12 روز از 12 ماه سال به تفکیک ارائه شده است. نتایج سیستم کلکتور فتوولتائیک-حرارتی نشان می دهد که بازده الکتریکی کلکتور فتوولتائیک با افزایش شدت تابش خورشیدی و به تبع آن افزایش دما، کاهش می یابد. همچنین این نتایج نشان دادکه میزان توان تولیدی توسط کلکتور فتوولتائیک با شدت تابش خورشیدی نسبت مستقیم دارد و بیشترین مقدار توان تولیدی کلکتور فتوولتائیک برابر 431 وات در شدت تابش 1054 وات بر متر مربع در ماه آگوست در فصل تابستان به دست آمده است. با بررسی سیستم کلکتور فتوولتائیک-حرارتی برای تمامی روزهای سال، میزان انرژی الکتریکی سالیانه ی تولیدی توسط این سیستم محاسبه شده که برابر با 880 کیلووات ساعت به دست آمده است. نتایج مربوط به سیستم پیل سوختی و سرمایش- گرمایش نشان می دهد که بازده الکتریکی پیل سوختی برابر 5/37 درصد و بازده سیستم ترکیبی 1/72 درصد به دست آمده است. به این ترتیب مشاهده می شود که با ترکیب کردن مخزن ذخیره ی گرمایی و استفاده از گرمای اتلافی پیل سوختی، بازده سیستم در حدود 6/34 درصد افزایش یافته است. میزان الکتریسیته ی سالیانه ی تولیدی توسط پیل سوختی برابر با 16241 کیلووات ساعت به دست آمده و همچنین 10545 کیلووات ساعت انرژی گرمایی نیز به منظور گرمایش فضا و تامین آب گرم خانگی از پیل سوختی مورد استفاده قرار گرفته است.

در سال های اخیر، مصرف انرژی فسیلی در ایران و جهان چند برابر شده و افزون برآن روند رو به افزایش قیمت سوختهای فسیلی و اثرهای مخرب زیست محیطی، میل به استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر و پاک، هم چون انرژی خورشیدی را دو چندان کرده است. در این پژوهش به شبیه سازی سیستم سرمایشی، گرمایشی با استفاده از جاذبهای تحت خلا دارای لوله های حرارتی پرداخته خواهد شد. هدف اصلی این سیستم ارزیابی کلکتور تحت خلا حرارتی با چیلر جذبی دواثره و خشک کن به همراه کلکتورهای فتوولتائیک در شرایط آب و هوایی سنندج می باشد. با مدل سازی سیستم مورد نظر ابتدا به استخراج روابط پرداخته شده، سپس با ترکیب نمودن سیکل خورشیدی با سیستم سرمایش، گرمایشی شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب انجام گرفته و نتایج مورد نظر از این سیستم استخراج گردیده است. از نتایج بدست آمده مشخص گردید که، دمای خروجی از کلکتور تابعی از تابش خورشیدی و دمای محیط و نوع کاربرد از سیستم خورشیدی خواهد بود. زاویه ی کلکتور که به ازای آن بیشینه تابش حاصل می شود، 42 درجه به دست آمد. علاوه بر این، نمودار بازدهی کلکتور تحت خلا، سهموی بوده و دمای روی سطح کلکتور عامل موثری در بازدهی کلکتور می باشد. به منظور بررسی همه جانبه، سیستم در شش حالت مورد بررسی قرار گرفت. در شش حالت موجود، برای تامین برق مورد نیاز پمپ ها و دمنده، از کلکتورهای فتوولتاییک 250 واتی استفاده شد. با بررسی صورت گرفته بر روی بازدهی آن، با افزایش دمای روی سطح، بازدهی آن نیز به طور خطی، کاهش خواهد یافت. بیشینه بازدهی آن در دمای 26,3 به میزان 0,0964 به دست آمد. در تمامی حالت ها، در اوایل صبح به سیستم پشتیبان نیاز بوده و در ساعات عصر با افزایش تابش و عدم اتلاف حرارتی، نیازی به آن نخواهد بود. در حالت های دوم و سوم نمودار دارای نوسانات بیشتری نسبت به سایر حالت ها می باشد زیرا، آب شهری با دمای خنک وارد مخزن ذخیره حرارتی خواهد شد. درحالت خشک کن خورشیدی، بیشینه دمای هوای خشک کن 45,3درجه سانتی گراد حاصل شد. چیلر جذبی دو اثره نیز در دمای70 درجه سانتی گرادی ورودی ژنراتور فشار بالا، دارای ضریب عملکرد 0,88 بوده و دماهای بالاتر از 70 درجه تاثیر چندانی روی ضریب عملکرد نخواهد داشت. در نهایت در حالت ششم سیستم ترکیبی چیلرجذبی، خشک کن خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت و بیشینه دمای خروجی کلکتورحرارتی و بیشینه دمای مخزن به ترتیب74,3 و75,4 به دست آمد و از ساعت13:30 به بعد به سیستم پشتیبان نیاز نخواهد بود.

با توجه به نیاز روزافزون به استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر و لزوم کاهش مصرف سوختهای فسیلی، بررسی سیستمهای خورشیدی به عنوان یکی از انرژیهای مطمئن و پاک در این زمینه، میتواند حائز اهمیت باشد. با توجه به آنکه مصارف خانگی بخش زیادی از نیازهای انرژی کشور را به خود اختصاص داده است در تحقیق حاضر، به طراحی و ساخت سیستم آبگرمکن خورشیدی با پایه نانوسیال حاوی موادتغییرفازدهنده برای یک خانوار 4 نفره پرداخته که نوع سیستم پشتیبان، سیستم گازی در نظر گرفته شده است. هدف از این تحقیق، رفع نقاط ضعف سیستمهای رایج، و نیز طراحی یک سیستم بهینه جدید خورشیدی، به منظور تامین انرژی موردنیاز و بررسی اینگونه سیستمها در شرایط آب وهوایی شهر سنندج میباشد؛ همچنین اثر نوع سیال عامل بر بر عملکرد کلکتور مورد ارزیابی قرار گرفته و گامی موثر در راستای عدم تولید گازهای گلخانهای برداشته شود. سیستم مذبور در دو ماه شهریور و آبان، که به لحاظ شرایط آبوهوایی متفاوت هستند، آزمایش شد. همچنین زمان انجام آزمایش در شهریور و آبان به ترتیب در فاصله ساعات 00:9 تا 00:20 و 00:8 تا 00:19 صورت گرفته است. نتایج نشان میدهد که بیشینه دمای خروجی سیال عاملها، از کلکتور قبل از غروب خورشید در ماه شهریور، در فاصله ساعات 00:13 تا 00:15 بعدازظهر و در ماه آبان در فاصله ساعات 00:12 تا 30:14 بعدازظهر ثبت گردیده است که در این زمان شدت تابش خورشید و دمای هوا در باالترین میزان خود قرار دارد. نانوذرات MWCNT ، CuO و TiO2 به ترتیب به دلیل داشتن خواص ترموفیزیکی بالا، در مقایسه با آب از عملکرد بهتری برخوردار بودند. در این سیستم بهدلیل استفاده از منبع ذخیرهساز حرارت با ماده تغییر فاز دهنده، عملکرد سیستم بهبود یافته و با گذشت حدود 2 ساعت از زمان غروب آفتاب، سیستم دچار افت دمایی نشده و همچنان توانایی تولید آبگرم را دارد. میزان صرفه جویی مصرف سوخت سیستم خورشیدی طراحی شده در مقایسه با سیستم پکیج معمولی، در بازه زمانی انجام آزمایش، حداقل % 7/66 در ماه شهریور و % 2/42 در ماه آبان میباشد.آنالیز خطای مدل تئوری ارائه شده نشان دهنده RMSD 55/1 درجه سانتیگراد در ماه شهریور و 36/1 درجه سانتیگراد در ماه آبان را نشان میدهد که بیانگر دقت خوب مدل ارائه شده در پیشبینی دمای خروجی سیال عامل کلکتور خورشیدی است

امروزه با توجه به بحران انرژی و محدودیت سوخت های فسیلی منابع تجدید پذیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش، به طراحی و ساخت سیستم گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع با استفاده از کلکتورهای فتوولتاییک حرارتی(PV-T) پرداخته خواهد شد. هدف اصلی سیستم افزایش بازده الکتریکی کلکتور فتوولتاییک از روش های مختلف و همچنین تامین بار گرمایش، سرمایش و الکتریکی از بازیافت حرارتی قسمت های مختلف سیستم می باشد. سیستم ساخته شده در شرایط آب و هوایی شهر سنندج و در سه حالت مختلف، مورد آزمایش قرار گرفت، که عبارت اند از: 1) سیستم سرمایش تراکمی 2) سیستم کلکتور فتوولتاییک-حرارتی و مودهای مختلف آن 3) سیستم سرمایش-گرمایش ترموالکتریک 4) سیستم گرمایش و خشک کن خورشیدی. از نتایج سیستم سرمایش تراکمی مشخص گردید که در بین چهار مبرد R-134، R-22، R-12 و R-404a، بهترین مبرد از لحاظ عملکرد، هزینه و در نظر گرفتن شرایط زیست محیطی برای جایگزین کردن با سایر مبردهای در نظر گرفته شده در دو روش اعمال شده، مبرد R-404a می باشد. مقدار بار سرمایشی به دست آمده برای فضای در نظر گرفته شده برابر 97/0 کیلو وات محاسبه شد، درحالی که ظرفیت سرمایش سیستم طراحی شده برابر 25/1 کیلو وات بود، این نتیجه نشان می دهد که این سیستم جوابگوی تامین بار سرمایش فضای مورد نظر می باشد. نتایج سیستم کلکتور فتوولتاییک-حرارتی و مودهای آن نشان دادند که، بیشترین بازده حرارتی کلی سیستم برای مود آبی و هوایی به ترتیب 69/0 و 47/0 به دست آمده است و میانگین توان الکتریکی تولیدی در پنج مود ساده، هوایی، آبی، مود ترموالکتریک هوا-فتوولتاییک و مود ترموالکتریک اواپراتور-فتوولتاییک به ترتیب 8/63، 4/66 ، 4/67، 9/73 و 9/81 وات به دست آمده است. نتایج مربوط به سیستم گرمایش-سرمایش ترموالکتریک نشان داد که، بیشینه ضریب عملکرد سیستم در بیشینه توان مصرفی برابر 1 است. کمترین دمای محفظه سرمایش و بیشترین دمای آب گرم خروجی از سیستم در بازه زمانی آزمایش، در بیشینه توان مصرفی مدول ترموالکتریک بوده که این مقادیر به ترتیب ℃ 12و ℃ 45 است و دمای طرف گرم و سرد مدول ترموالکتریک مربوط به این توان ورودی به ترتیب برابر با ℃ 69 و ℃ 3- کلوین می باشد، که مقادیر قابل توجهی به دست آمده است. در نهایت نتایج مربوط به آزمایش سیستم خشک کن نشان داد که در بازه زمانی آزمایش، مدت زمان کاهش مقد

در این پژوهش، به طراحی و ساخت سیستم گرمایش ترکیبی آبی-هوایی خورشیدی با استفاده از جاذب های تحت خلا دارای لوله ی حرارتی، پرداخته خواهد شد. هدف اصلی این سیستم ایجاد تنوع کاربردی و ایجاد قابلیت کار در شرایط آب و هوایی غیرایده آل (خیلی سرد یا گرم) است. در ابتدا سیستم موردنظر طراحی شده و سپس در آزمایشگاه ترمودینامیک گروه مهندسی مکانیک، ساخته و در محوطه ی پشت ساختمان شماره ی دو دانشکده ی مهندسی مورد ارزیابی قرار گرفت. در مرحله ی بعد، سیستم ساخته شده در شرایط آب و هوایی شهر سنندج و در پنج حالت متفاوت، مورد آزمایش قرار گرفت. از نتایج به دست آمده مشخص گردید که در تمامی حالت ها، دمای آب خروجی از کلکتور، تابع شدت تابش و دمای محیط است و بیشینه ی دمای خروجی، در محدوده ی بیشترین شدت تابش، بین ساعت 2 تا 4 بعدازظهر، اتفاق می افتد. در آزمایش های انجام گرفته بیشترین نیاز به سیستم پشتیبان در ابتدای صبح بوده و بازدهی حرارتی ارتباط مستقیمی با الگوی مصرف آب گرم دارد. مناسب ترین الگوی مصرف برای سیستم های خورشیدی الگویی است که با شدت تابش خورشید منطبق گردد. تغییرات دمای هوا و ضریب عملکرد مبدل حرارتی در سیستم گرمایش، به شدت تابعی از دمای هوای محیط است. پس از انجام محاسبات، کمینه و بیشینه ی ضریب عملکرد مبدل مابین 0.2 تا 0.52 به دست آمده است. با ترکیب سیستم های گرمایش و آبگرمکن، سیستم به صورت دوکاربرده مورد آزمایش قرار گرفت. در این حالت نوسان های شدید تر دمایی مشاهده شد. روند تغییرات بازده حرارتی و ضریب عملکرد مبدل، مانند حالت تک کاربردی بوده و کمینه و بیشینه ی بازدهی به ترتیب برابر 32% و 75% به دست آمده است. ضریب عملکرد مبدل نیز مابین 0.2 تا 0.39 متغیر می باشد. درنهایت، یک مدل ریاضی به منظور ارزیابی عملکرد حرارتی و تجزیه وتحلیل اکسرژی کلکتور تحت خلا دارای لوله ی حرارتی توسعه داده شد. مقایسه ی نتایج تئوری و تجربی نشان دهنده ی توانایی خوب مدل توسعه داده شده در پیش بینی عملکرد کلکتور تحت خلا دارای لوله ی حرارتی است.

فهم چگونگی عملکرد فرآیند و دینامیک جریان یک امر ضروری در طراحی و راه-اندازی یک فرآیند است. فرآیند هضم بی هوازی یک فرآیند پیچیده و چندمرحله ای است که توسط تعداد زیادی از ریزسازواره های بی هوازی انجام می شود. یکی از مراحل مهم هضم بی هوازی، مراحل استات زایی و متان زایی می باشد که محدودکننده ی سرعت هستند و استات زاها و متان زاها رابطه ی منحصربه فردی با نام برخورد تغذیه ای باهم دارند. در این پژوهش، به شبیه سازی سه فازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در یک راکتور ناپیوسته ی همزن دار پرداخته می شود. به این منظور نرم افزار FLUENT 6.3 مورد استفاده قرار گرفت. برای شبیه سازی هیدرودینامیک سیستم و الگوی جریان، یک مدل سه فازی اویلرین و مدل آشفتگی k-ε (RNG) استفاده شده است. برای توصیف توزیع اندازه ی حباب ها از مدل توازن جمعیت استفاده کرده ایم. همچنین برای توصیف سرعت واکنش-هایی که در این فرآیند رخ می دهد و سرعت تولید گاز، یک مدل سینتیکی ارائه شده است که با داده های آزمایشی مطابقت داده شد و ارزیابی شد. در آخر، تطابق خوبی میان پیش بینی های شبیه سازی CFD با نتایج آزمایش مشاهده شد. هم چنینالگوی جریان اطراف همزن و درون بیوراکتور نمایش داده شد. تصویر مناسبی از نحوه توزیع حباب های گاز و کیفیت سوسپانسیون لجن ارایه شد.