Thermodynamic analysis of open cycle evaporative cooling systems with liquid desiccant mediums - Christodoulaki, Rosa (Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2015)
Το αντικείμενο της έρευνας αυτής είναι η μελέτη των φαινομένων μεταφοράς θερμότητας και μάζας μεταξύ του αέρα, του αφυγραντικού υλικού και του νερού που συντελούνται στα κλιματιστικά συστήματα ανοικτού εξατμιστικού κύκλου με υγρά προσροφητικά υλικά. Η έρευνα υλοποιείται τόσο σε θεωρητικό όσο και σε πειραματικό επίπεδο και εξετάζει την ενεργειακή απόδοση του αφυγραντή και του αναγεννητή. Αρχικά, αποκτάται το θεωρητικό υπόβαθρο σχετικά με τις θερμοδυναμικές ιδιότητες των πιο διαδεδομένων αφυγραντικών υδατικών διαλυμάτων (Χλωριούχο Λίθιο, Βρωμιούχο Λίθιο, Χλωριούχο Ασβέστιο). Η γνώση αυτή χρησιμοποιείται ως βάση για την ανάπτυξη των μαθηματικών μοντέλων του αφυγραντή και του αναγεννητή. Τα μοντέλα αφορούν τρεις διαφορετικές διατάξεις: την αδιαβατική συσκευή με το πληρωτικό υλικό, τη μη αδιαβατική συσκευή με το σωληνοειδή εναλλάκτη και τη μη αδιαβατική συσκευή με τον πλακοειδή εναλλάκτη. Όλα τα μοντέλα συγκρίνονται με πειραματικά δεδομένα από την ήδη υπάρχουσα βιβλιογραφία και δείχνουν αξιόπιστη συμπεριφορά, παρουσιάζοντας μικρές αποκλίσεις μεταξύ τους. Η εκτενής παραμετρική ανάλυση που διεξάγεται σε κάθε επικυρωμένο μαθηματικό μοντέλο υποδεικνύει τους σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν την ενεργειακή απόδοση του αφυγραντή και του αναγεννητή. Η πειραματική διαδικασία που διεξάγεται στα πλαίσια της εργασίας αυτής προσφέρει πολύτιμες γνώσεις για τη λειτουργία αυτών των κλιματιστικών συσκευών. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι ο ρυθμός αφύγρανσης του αέρα κυμαίνεται από 6.99 έως 11.90 kg νερού/ώρα και η ενεργειακή κατανάλωση του αναγεννητή κυμαίνεται από 6.93 kWh έως 26.22 kWh, ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες λειτουργίας. Ικανοποιητική απόδοση του αναγεννητή επιτυγχάνεται ακόμη και με θερμοκρασία θερμού νερού 46.11 oC. Η χαμηλή θερμοκρασία που απαιτείται για τη λειτουργία αυτών των κλιματιστικών μονάδων ευνοεί τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αποκτώντας έτσι περιβαλλοντικά και οικονομικά πλεονεκτήματα έναντι των συμβατικών κλιματιστικών συστημάτων συμπίεσης ατμού.