بررسی تجربی عملکرد آب‌شیرین‌کن خورشیدی به روش رطوبت‌زنی- رطوبت‌زدایی با استفاده از سیکل بستۀ آب‌وهوا

نویسندگان

1 دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهیدچمران اهواز

2 دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در این پژوهش، عملکرد آب‌شیرین‌کن خورشیدی رطوبت‌زنی-رطوبت‌زدایی با استفاده از سیکل بستۀ آب‌وهوا در شهرستان اهواز مورد بررسی قرار گرفت. این آب‌شیرین‌کن شامل کلکتور، چگالندۀ هوا ‌خنک، مخزن‌های آب‌ شور و شیرین، دمندۀ هوا و پمپ آب است. ارزیابی این سامانه در سه سطح سرعت هوا (3 ، 4 و 5 متر بر ثانیه) و در سه سطح دبی پمپ (2، 4 و 6 لیتر بر دقیقه) انجام شد. نتایج نشان داد که کمینۀ بازده تبخیر‌کننده در روز به‌طور میانگین حدود 56% بود که در سرعت هوا 3 متر بر ثانیه و دبی آب 2 لیتر بر دقیقه به دست آمد و همچنین بیشینۀ‌ بازده تبخیر‌کننده در روز حدود 79‌% بود که در سرعت هوا 5 متر بر ثانیه و دبی آب 6 لیتر بر دقیقه به دست آمد. همچنین بیشینۀ میانگین روزانۀ کارایی چگالنده حدود 52/21‌% بود که در سرعت هوای خروجی 3 متر بر ثانیه و دبی آب عبوری 6 لیتر بر دقیقه به دست آمد. کمینۀ مقدار آب شیرین به‌دست‌آمده مربوط به سرعت هوا 5 متر بر ثانیه و دبی 2  لیتر بر دقیقه و بیشینۀ مقدار آن برای سرعت هوا 3 متر بر ثانیه  و دبی 6 لیتر بر دقیقه به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


[1] Gohari, A., Eslamian, S., Mirchi, A., Abedi-Koupaei, J., Bavani, A. M. and Madani, K., "Water transfer as a solution to water shortage: a fix that can backfire", Journal of Hydrology, Vol. 491, pp. 23-39, 2013. [2] امام‌دوست، نازیلا، کوهی کمالی، رامین، توفیق، علی‌اصغر، پالیزدار، یحیی، «تعیین نقطۀ بهینۀ ترکیب آب‌شیرین‌کن چندمرحله‌ای تبخیری با نیروگاه سیکل ترکیبی»، نشریه مهندسی و مدیریت انرژی، دورۀ ۴، شمارۀ ۲، صفحۀ ۵۲ـ۶۱، 1393. [3] Cohen-Tanugi, D. and Grossman, J. C., "Water desalination across nanoporous graphene", Nano Letters, Vol. 12, No. 7, pp. 3602-8, 2012. [4] ﻓﻼﺡ ﻋﻠﻤﺪﺍﺭﯼ، ﻋﻠﯽ، ﺑﺮﺭﺳــﯽ ﺍﻧﻮﺍﻉ ﺁﺏ‌ﺷﯿﺮیﻦ‌ﮐﻦ‌ﻫﺎﯼ ﻣﺘﺪﺍﻭﻝ ﻭ ﻃﺮﺍﺣﯽ؛ یﮏ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺁﺏﺷﯿﺮیﻦ‌ﮐﻦ ﺧﻮﺭﺷﯿﺪﯼ، ﭘﺎیﺎﻥ‌ﻧﺎﻣﻪ ﮐﺎﺭﺷﻨﺎﺳﯽ، ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﺻﻨﻌﺘﯽ ﺧﻮﺍﺟﻪ ﻧﺼﯿﺮﺍﻟﺪیﻦ ﻃﻮﺳﯽ، 1388. [5] Koroneos, C., Dompros, A. and Roumbas, G., "Renewable energy driven desalination systems modelling", Journal of Cleaner Production, Vol. 15, No. 5, pp. 449-64, 2007. [6] Chen, P., Lan, Y., Wang, D., Wang, W., Liu, W, and Chong Z., "Optimal planning and operation of cchp system considering renewable energy integration and seawater desalination", Energy Procedia, Vol. 158, pp. 6490-5, 2019. [7] Huang, L., Jiang, H., Wang, Y., Ouyang, Z., Wang, W., Yang, B., Liu, H. and Hu, X.,"Enhanced water yield of solar desalination by thermal concentrated multistage distiller", Desalination, Vol. 477, pp. 114260, 2020. [8] Zheng, Y. and Hatzell, K. B., "Technoeconomic analysis of solar thermal desalination", Desalination, Vol. 474, pp. 114168, 2020. [9] Ghaffour, N., Reddy, V. and Abu-Arabi, M., "Technology development and application of solar energy in desalination: medrc contribution", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 15, No. 5, pp. 4410-4415, 2011. [10] نیکفر، مجید، عالم رجبی، علی‌اکبر، کیم، دانگ کوک، «مروری بر مطالعات انجام‌شده بر روی دستگاه آب‌شیرین‌کن خازنی و مطالعۀ تجربی امکان‌سنجی اتصال آن به انرژی خورشیدی»، نشریه مهندسی و مدیریت انرژی، دورۀ ۱۰، شمارۀ ۳، صفحه 100ـ113، 1399. [11] Narayan, G. P., Sharqawy, M. H., Summers, E. K., Lienhard, J. H., Zubair, S. M. and Antar, M. A., "The potential of solar-driven humidification–dehumidification desalination for small-scale decentralized water production", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 4, pp. 1187-201, 2010. [12] Al-Karaghouli, A. and Kazmerski, L. L., "Energy consumption and water production cost of conventional and renewable-energy-powered desalination processes", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 24, pp. 343-56, 2013. [13] Shalaby, S., Bek, M. and Kabeel, A., "Design recommendations for humidification-hehumidification solar water desalination systems", Energy Procedia, Vol.107, pp. 270-4, 2017. [14] Srithar, K. and Rajaseenivasan, T., "Recent fresh water augmentation techniques in solar still and hdh desalination–a review", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 82, pp. 629-44, 2017. [15] Kabeel, A. and El-Said, E. M., "A hybrid solar desalination system of air humidification–dehumidification and water flashing evaporation, part i. a numerical investigation", Desalination, Vol. 320, pp. 56-72, 2013. [16] Zhao, Y., Zheng, H., Liang, S., Zhang, N. and Long, X., "Experimental research on four-stage cross flow humidification dehumidification (hdh) solar desalination system with direct contact dehumidifiers", Desalination, Vol. 467, pp. 147-57, 2019. [17] Yamal, C. and Solmus, I., "A solar desalination system using humidification–dehumidification process: experimental study and comparison with the theoretical results", Desalination, Vol. 220, No. 3, pp. 538-51, 2008. [18] De Oliveira Campos, B. L., Da Costa, A. O. S., De Souza Figueiredo, K. C. and Da Costa Junior, E. F., "Performance comparison of different mathematical models in the simulation of a solar desalination by humidification-dehumidification", Desalination, Vol. 437, pp.184-94, 2018. [19] Xu, H., Zhao, Y., Jia, T. and Dai, Y., "Experimental investigation on a solar assisted heat pump desalination system with humidification-dehumidification", Desalination, Vol. 437, pp. 89-99, 2018. [20] Narayan, G. P., Sharqawy, M. H., Lienhard, V. J. H. and Zubair, S. M., "Thermodynamic analysis of humidification dehumidification desalination cycles", Desalination and Water Treatment, Vol. 16, No. 3, pp. 339-53, 2010. [21] Muller-Holst, H., "Solar thermal desalination using the multiple effect humidification (meh)-method", Solar desalination for the 21st century, Springer, pp. 215-225, 2007. [22] Ghazy, A. and Fath, H. E., "Solar desalination system of combined solar still and humidification–dehumidification unit", Heat and Mass Transfer, Vol. 52, No. 11, pp. 2497-506, 2016. [23] Abdelmoez, W., Mahmoud, M. S. and Farrag, T. E., "Water desalination using humidification/ dehumidification (hdh) technique powered by solar energy", Desalination and Water Treatment, Vol. 52, No. 25, pp. 4622-40, 2014. [24] Sharshir, S., Peng, G., Yang, N., Eltawil, M. A., Ali, M. K. A. and Kabeel, A., "A hybrid desalination system using humidification-dehumidification and solar stills integrated with evacuated solar water heater", Energy Conversion and Management, Vol. 124, pp. 287-96, 2016. [25] Deniz, E. and Cınar, S., "Energy, exergy, economic and environmental (4e) analysis of a solar desalination system with humidification-dehumidification", Energy Conversion and Management, Vol. 126, pp. 12-9, 2016. [26] مرتضی‌پور، حمید، مصطفوی، محمدحسن، جعفری نعیمی، کاظم، شمسی، محسن «بررسی تجربی آب‌شیرین‌کن خورشیدی رطوبت‌زنی-رطوبت‌زدایی مجهز به جمع‌کنندۀ فتوولتائیک- گرمایی»، نشریه مهندسی بیوسیستم ایران، دورۀ ۴۹، شمارۀ ۲، صفحه 295ـ305 ، 1397. [27] Duffie, J. A. and Beckman, W. A., Solar engineering of thermal processes, John Wiley and Sons, 2013. [28] Bahadori, M., Mazidi, M. and Dehghani, A., "Experimental investigation of new designs of wind towers", Renewable Energy, Vol. 33, No. 10, pp. 2273-81, 2008. [29] جهانشاهی، ابراهیم، حسینخانی، علی، محمدی، سید محمد حجت «ساخت و شبیه‌سازی یک سیستم آب‌شیرین‌کن خورشیدی رطوبت‌زنی- رطوبت‌زدایی»، نشریه مهندسی مکانیک مدرس، دورۀ ۱۶، شمارۀ ۱۲، صفحه 248ـ239، 1395. [30] Nada, S., Elattar, H. and Fouda, A., "Performance analysis of proposed hybrid air conditioning and humidification–dehumidification systems for energy saving and water production in hot and dry climatic regions", Energy Conversion and Management, Vol. 96208-27, 2015. [31] Fouda, A., Nada, S., Elattar, H., Rubaiee, S. and Al-Zahrani, A., "Performance analysis of proposed hybrid air conditioning and humidification–dehumidification systems for energy saving and water production in hot and dry climatic regions performance analysis of proposed solar hdh water desalination systems for hot and humid climate cities", Applied Thermal Engineering, Vol. 144, pp. 81-95, 2018. [32] Mahdizade, E. Z. and Ameri, M., "Thermodynamic investigation of a semi-open air, humidification dehumidification desalination system using air and water heaters", Desalination, Vol. 428, pp. 182-98, 2018. [33] Yildirim, C. and Solmuş, I, A., "Parametric study on a humidification–dehumidification (hdh) desalination unit powered by solar air and water heaters", Energy Conversion and Management, Vol. 86, pp. 568-75, 2014.