تمت مناقشة رسالة الماجستير الموسومة “تحسين نظام التبريد التبخيري لبيت زجاجي باستخدام الطاقة الحرارية الجوفية” للطالبة هند ضياء رضا في قسم الهندسة الميكانيكية بكلية الهندسة /جامعة بغداد وقد أشرف على اعداد الرسالة الاستاذ المساعد الدكتور عصام محمد علي.
وتألفت لجنة المناقشة من الاستاذ الدكتور احسان يحيى حسين (رئيسا) والاستاذ الدكتور عبد الهادي نعمة خليفة (عضوا) والمدرس الدكتور عمار علي فرحان (عضوا)
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالبة في محتويات الرسالة، قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الماجستير بتقدير امتياز
ملخص بحث الطالبة هو كالاتي:
تعتبر البيوت المحمية من اهم طرق الزراعة الحالية التي توفر موردا اقتصادياً من خلال زيادة الانتاج وتوفير المحاصيل في غير اوقاتها. وتعاني هذه الطريقة عائقا مهما في فصل الصيف في العراق نتيجة الارتفاع المضطرد في درجات الحرارة الذي يجعل البيوت الزجاجية غير ذات جدوى في هذا الفصل. تم في هذا العمل محاولة التغلب على هذه الحالة باستخدام المياه الجوفية كمائع تبريد في منظومة تبريد تبخيري غير مباشر-مباشر (IDEC). لهذا الغرض، تم تصميم وبناء واختبار منظومة التبريد التبخيري مكونة من وحدة مبادل حراري للتبريد التبخيري غير مباشرة (IEC) وثلاث وسادات تبريد تبخيري تمثل التبريد التبخيري المباشر (DEC). تم اختار وتحليل المنظومة للحصول على اعلى كفاءة تبريديه في الاجواء الحارة للعراق
تم بناء بيت زجاجي بمساحة 5m2 وحجم 11m3 ليمثل جزء يمكن التعامل مع أكبر منه في حال التطبيق. تم استعمال اربعة انواع من الاغلفة هي طبقة مفردة من الغلاف البلاستيكي الشفاف وطبقتين. وطبقتين من الغلاف البلاستيكي مع طبقة من شبكة التضليل الخضراء والرابع هو طبقتين من الغلاف البلاستيكي اضافة الى طبقة من الكارتون المقوى المثقب بثقوب موزعة لغرض دخول الضوء وهو ما يناسب زراعة الفطر. اما منظومة التبريد فقد تكونت من مبادل حراري ووسائد التبريد التبخيري. المبادل الحراري يمثل التبريد لتبخيري غير المباشر وتم تغذيته مرة من ماء التبريد التبخيري المباشرة ومرة اخرى من بئر ماء تم حفره لهذا الغرض بعمق 8 m. تم اختبار المبادل الحراري في حالة مرور الماء فيه بدورة واحدة او دروتين. كان تدفق الهواء خلال المنظومة هو 0.26 m3/sec بينما تمت الاختبارات في معدلات تدفق للماء بين 1L/min الى4L/min .
تمت الدراسة التجريبية خلال فصل الصيف وللأشهر حزيران وتموز واب لسنة 2015 في بغداد حيث كانت درجة حرارة البصلة الجافة تتعدى ال 45 درجة سليزية لفحص اداء منظومة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشر ولمختلف العوامل المؤثرة. يمكن تصنيف هذه العوامل الى مجموعتين: الاولى هي متغيرات منظومة التبريد التي تشمل معدل تدفق ماء التبريد وعدد وسائد التبريد التبخيري المباشر ودورات الجريان للمبادل. والثانية هي نوع التغليف للبيت الزجاجي.
أظهرت ان منظومة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشر المقترحة والمجهزة بماء التبريد من البئر قد حسنت كفاءة التبريد التبخيري ليصل الى نسبة 108% مقارنة بمنظومة التبريد التبخيري المباشر المعتادة ذات كفاءة التبريد التبخيري القصوى 77.5%. وان الاغلفة المستخدمة للبيت المحمي قد خفضت من كثافة الطاقة الشمسية الداخلة الى البيت الزجاجي بمعدلات تتراوح بين 15% للطبقة الواحدة من الغلاف البلاستيكي الى 40% في حال استخدام طبقتين من الغلاف البلاستيكي اضافة الى طبقة من شبكة التضليل الخضراء.
ان منظومة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشرة باستخدام مياه باطن الارض قد ادت الى خفض درجة حرارة البيت المحمي بحوالي 12.1 الى 21.6 درجة سليزية ورفعت الرطوبة النسبية من 8% الى حوالي 62% وبحسب العوامل المستخدمة خلال التجارب.
تم التمثيل النظري للعمل باستخدام برنامج(TRNSYS). باستخدام تمثيل الطاقة لوحدة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشر والبت الزجاجي. قورنت النتائج العملية بنتائج المحاكاة ووجد ان درجة حرارة البيت الزجاجي المستخرجة من محاكاة المنظومة اقل من مثيلتها في الجانب العملي ولنفس درجة حرارة المحيط. وقد اظهرت النتائج ان نسبة الاختلاف القصوى قد صلت الى 11.85%.
ان المنظومة المقترحة تحفظ نظافة البيئة وتقلل التكاليف نتيجة استخدام المياه الجوفية قليلة التكاليف بالاستخراج. كما ان العمل وفر ظروف انبات مختلفة. ان رفع كفاءة التبريد التبخيري خلال هذا العمل قد قلل الفجوة في اداء التبريد بين التبريد التبخيري والتبريد الانضغاطي. هيأت هذه الدراسة ايضا اساسا لتقييم استغلال الطاقة الحرارية الأرضية لأغراض الزراعة الريفية على مدار السنة وتوليد الطاقة المتجددة.
وتألفت لجنة المناقشة من الاستاذ الدكتور احسان يحيى حسين (رئيسا) والاستاذ الدكتور عبد الهادي نعمة خليفة (عضوا) والمدرس الدكتور عمار علي فرحان (عضوا)
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالبة في محتويات الرسالة، قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الماجستير بتقدير امتياز
ملخص بحث الطالبة هو كالاتي:
تعتبر البيوت المحمية من اهم طرق الزراعة الحالية التي توفر موردا اقتصادياً من خلال زيادة الانتاج وتوفير المحاصيل في غير اوقاتها. وتعاني هذه الطريقة عائقا مهما في فصل الصيف في العراق نتيجة الارتفاع المضطرد في درجات الحرارة الذي يجعل البيوت الزجاجية غير ذات جدوى في هذا الفصل. تم في هذا العمل محاولة التغلب على هذه الحالة باستخدام المياه الجوفية كمائع تبريد في منظومة تبريد تبخيري غير مباشر-مباشر (IDEC). لهذا الغرض، تم تصميم وبناء واختبار منظومة التبريد التبخيري مكونة من وحدة مبادل حراري للتبريد التبخيري غير مباشرة (IEC) وثلاث وسادات تبريد تبخيري تمثل التبريد التبخيري المباشر (DEC). تم اختار وتحليل المنظومة للحصول على اعلى كفاءة تبريديه في الاجواء الحارة للعراق
تم بناء بيت زجاجي بمساحة 5m2 وحجم 11m3 ليمثل جزء يمكن التعامل مع أكبر منه في حال التطبيق. تم استعمال اربعة انواع من الاغلفة هي طبقة مفردة من الغلاف البلاستيكي الشفاف وطبقتين. وطبقتين من الغلاف البلاستيكي مع طبقة من شبكة التضليل الخضراء والرابع هو طبقتين من الغلاف البلاستيكي اضافة الى طبقة من الكارتون المقوى المثقب بثقوب موزعة لغرض دخول الضوء وهو ما يناسب زراعة الفطر. اما منظومة التبريد فقد تكونت من مبادل حراري ووسائد التبريد التبخيري. المبادل الحراري يمثل التبريد لتبخيري غير المباشر وتم تغذيته مرة من ماء التبريد التبخيري المباشرة ومرة اخرى من بئر ماء تم حفره لهذا الغرض بعمق 8 m. تم اختبار المبادل الحراري في حالة مرور الماء فيه بدورة واحدة او دروتين. كان تدفق الهواء خلال المنظومة هو 0.26 m3/sec بينما تمت الاختبارات في معدلات تدفق للماء بين 1L/min الى4L/min .
تمت الدراسة التجريبية خلال فصل الصيف وللأشهر حزيران وتموز واب لسنة 2015 في بغداد حيث كانت درجة حرارة البصلة الجافة تتعدى ال 45 درجة سليزية لفحص اداء منظومة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشر ولمختلف العوامل المؤثرة. يمكن تصنيف هذه العوامل الى مجموعتين: الاولى هي متغيرات منظومة التبريد التي تشمل معدل تدفق ماء التبريد وعدد وسائد التبريد التبخيري المباشر ودورات الجريان للمبادل. والثانية هي نوع التغليف للبيت الزجاجي.
أظهرت ان منظومة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشر المقترحة والمجهزة بماء التبريد من البئر قد حسنت كفاءة التبريد التبخيري ليصل الى نسبة 108% مقارنة بمنظومة التبريد التبخيري المباشر المعتادة ذات كفاءة التبريد التبخيري القصوى 77.5%. وان الاغلفة المستخدمة للبيت المحمي قد خفضت من كثافة الطاقة الشمسية الداخلة الى البيت الزجاجي بمعدلات تتراوح بين 15% للطبقة الواحدة من الغلاف البلاستيكي الى 40% في حال استخدام طبقتين من الغلاف البلاستيكي اضافة الى طبقة من شبكة التضليل الخضراء.
ان منظومة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشرة باستخدام مياه باطن الارض قد ادت الى خفض درجة حرارة البيت المحمي بحوالي 12.1 الى 21.6 درجة سليزية ورفعت الرطوبة النسبية من 8% الى حوالي 62% وبحسب العوامل المستخدمة خلال التجارب.
تم التمثيل النظري للعمل باستخدام برنامج(TRNSYS). باستخدام تمثيل الطاقة لوحدة التبريد التبخيري غير المباشر-المباشر والبت الزجاجي. قورنت النتائج العملية بنتائج المحاكاة ووجد ان درجة حرارة البيت الزجاجي المستخرجة من محاكاة المنظومة اقل من مثيلتها في الجانب العملي ولنفس درجة حرارة المحيط. وقد اظهرت النتائج ان نسبة الاختلاف القصوى قد صلت الى 11.85%.
ان المنظومة المقترحة تحفظ نظافة البيئة وتقلل التكاليف نتيجة استخدام المياه الجوفية قليلة التكاليف بالاستخراج. كما ان العمل وفر ظروف انبات مختلفة. ان رفع كفاءة التبريد التبخيري خلال هذا العمل قد قلل الفجوة في اداء التبريد بين التبريد التبخيري والتبريد الانضغاطي. هيأت هذه الدراسة ايضا اساسا لتقييم استغلال الطاقة الحرارية الأرضية لأغراض الزراعة الريفية على مدار السنة وتوليد الطاقة المتجددة.
