تهویه بخار مکانیکی دارای مزایا و معایبی است کمپرسور استفاده شده دراین سیستم مصرف انرژی را افزایش می دهد علاوه بر آن مبرد استفاده شده در آن به محیط زیست آسیب می رساند و باعث تخلیه لایه اوزون میشود،با این حال حفظ ساختمان در دمای راحت ضروری است و نمی توان آن را نادیده گرفت .
یک خنک کننده تبخیری می تواند گزینه ای برای غلبه براین مشکل باشد زیرا خنک کننده تبخیری دوست دار محیط زیست است و هزینه عملیاتی پایینی دارد یکی از معایب آن این است که برای تولید هوا با رطوبت نسبی بالا کاربرد دارد.
هدف از این آزمایش ارزیابی عملکرد خنک کننده تبخیری مستقیم – غیرمستقیم با استفاده از یک لوله حرارتی از نظر بهره وری اشباع –رطوبت هوا و مصرف آب است.
در این آزمایش ،لوله های حرارتی به عنوان یک خنک کننده در مرحله اول و برای خنک سازی غیرمستقیم در مرحله سوم استفاده می شوند.
آزمایش ها تحت دماهای ورودی مختلف از °36تا°45 ونرخ جریان هوا از 1.4m/sتا 0.4انجام میشوند.حسگرهای ترموکوپل و رطوبت به ترتیب برای بدست آوردن مقادیر دما و رطوبت نسبی استفاده می شوند.
بیشترین کاهش در دما زمانی بدست می آید که تبخیر در طول لوله حرارتی مرحله اول با نرخ جریان هوا 0.8m/s و°45 رخ می دهد. بازه اشباع و رطوبت خروجی محاسبه و ارزیابی می شوند آزمایش نشان می دهد که مراحل اول و دوم باهم می توانند بازده اشباع را افزایش دهند اما این فرآیند رطوبت نسبی هوای خروجی را افزایش می دهد و بیش از یک مرحله به مصرف آب نیاز دارد هر سه مرحله باعث کاهش دما و رطوبت نسبی می شوند.
رشد تمدن مردم را مجبور می کند تا زیرساخت را برای نیازهای انسانی بسازند علاوه بر توسعه تکنولوژی مصرف انرژی نیز افزایش یافته است افزایش مصرف انرژی اثر غیرمستقیمی روی محیط زیست دارد.
تاکنون بیشترین انرژی استفاده شده توسط انسانها از سوخت های فسیلی تامین شده است.
انرژی فسیلی هنوز در نظر گرفته میشود تا بهترین پتانسیل را داشته باشد و موثرترین انرژی برای مصرف باشد.استفاده بیش از حد از انرژی فسیلی منجربه افزایش آلودگی میشود تولید گازهای گلخانه ای از استفاده سوخت های فسیلی به شکل کربن می تواند منجربه گرم شدن کره زمین شود.
الکتریسه منبع اصلی مورداستفاده در ساختمان های مسکونی و تجاری است و برخی مردم معتقدند که استفاده از الکتریسیته منجر به آلودگی می شود با این حال در نیرو گاه های برق از انرژی فسیلی استفاده می شود.
تهویه مطبوع بیشترین مصرف انرژی را در یک ساختمان دارد تقاضای انرژی در تهویه مطبوع در ساختمان تجاری به 40-50%کل نیاز انرژِی می رسد.
روش های اثبات شده بسیاری برای کاهش مصرف انرژِی در ساختمان ها وجود دارد بااین حال استفاده از سیستم تهویه مکانیکی بخار همچنان مشکل ایجاد می کند .انتشار مبرد را نمی توان حذف کرد اگرچه میزان انتشار گازهای گلخانه ای به طور موفقیت آمیز کاهش یافت اما برخی از تششعات هنوز باقی مانده اند.
استفاده از تهویه مطبوع را می توان با استفاده از تهویه هوا و با اکو کاهش داد این یک احتمال منطقی است چون انسانها می توانند در برابر هوای گرمتر از منطقه راحتی خود مقاومت کنند بااین حال شرایط دمایی موجود در یک ساختمان همواره بر عملکرد انسانی تاثیر می گذارد.
آنها دریافتند که محدوده دمایی منطقه آسایش تقریبا 23تا °33است.همچنین دریافتند که عملکرد کارکنان در دمای°26بیشتر است.
یک تکنولوژی قدیمی وجود دارد که می تواند مصرف انرژی و مشکل انتشار را دریک ساختمان حل کند این یک خنک کننده تبخیری است ،خنک کننده تبخیری یک تکنولوژی تهویه مطبوع است که از تبخیر آب برای خنک کردن دمای هوا استفاده می کند.
سه نوع خنک کننده تبخیری (مستقیم-غیرمستقیم-مستقیم غیرمستقیم)وجود دارد.این نوع از واحدهای تهویه مطبوع انرژی کمتری مصرف می کنند و دوست دار محیط زیست هستند اگرچه این دستگاه خنک کننده انرژی کمتری مصرف می کند اما محدودیت هایی برای استفاده از آن وجود دارد تنها در آب وهوای گرم و خشک خوب عمل می کند.
عملکرد دستگاه بستگی به شرایط ورودی متفاوت است بسیاری از محققان درحال حاضر خنک کننده تبخیری را مورد بررسی قرار داده اند و آزمایشاتی برای ارزیابی عملکرد خنک کننده تبخیری مستقیم درآب و هوای ترکیبی هند انجام داده اند.
آنها نوع خنک کننده را تغییر دادند و خنک کننده HoneycombوSpainرا مقایسه کردند نتایج نشان می دهد که بازده انرژی و ظرفیت خنک سازی لایه خنک کننده Honeycombاز Spainبهتر است.
Alklaibiوهمکاران یک خنک کننده دو مرحله ای را به طور تجربی با مقایسه عملکرد یک خنک کننده تبخیری مستقیم با محیط تبخیر دو مرحله داخلی مطالعه کردند.این مطالعه همچنین به لحاظ نظری عملکرد دو مرحله ای داخلی را با محیط تبخیر دو مرحله ای بیرونی و خارجی مقایسه می کنند.
Aljuwayhel و همکارانش یک آزمایش برای بررسی عملکرد یک خنک کننده دو مرحله ای انجام داد در این تحقیق به بررسی عملکرد محیط تبخیر متخلخل سرامیکی با حرارت غیرمستقیم پرداخته شد.یک لوله حرارتی روی کانال های مرطوب و خشک در خنک کننده تبخیری به عنوان دستگاه مبدل حرارتی برای اثربخشی انتقال حرارت سیستم سودمند است دمای هوای تولید شده در کانال خشک تا °5کاهش یافت.لوله های حرارتی فشرده هستند و نیاز به تامین توان خروجی ندارند لوله های حرارتی کاربرد وسیعی دارند و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.لوله های حرارتی نیز در سیستم گرمایش،تهویه مطبوع (HVAC)مورد استفاده قرارمی گیرند.
درسیستم گرمایش لوله های حرارتی معمولا برای انتقال گرما مورد استفاده قرار می گیرند.
Ghani و همکاران یک آزمایش برای بررسی کاربرد لوله های حرارتی دوگانه در کاربرد های تهویه مطبوع انجام دادند.
لوله های حرارتی،مبدل های حرارتی در کاربردهای تهویه هوا،آنها استفاده از متراکم کننده در لوله حرارتی را مورد بررسی قرار دادند و خنک کننده ها در یک سیستم تهویه مطبوع 45مترمکعب با بار گرمایی متوسط2.24ترتیب دادند.
نتایج نشان می دهد که یک لوله حرارتی دوگانه می تواند کار کمپرسور را کاهش داده و ضریب عملکرد سیستم افزایش دهد.
Wangو همکاران کارآیی یک بازیابی حرارتی ثانویه از مبدل حرارتی (HPHE)را مطالعه کردند.
آنها مصرف انرژی یک سیستم تهویه ثانویه سیستمAC و بهبود جریان گرما در سیستم ACمقایسه کردند.آنها دریافتند که سیستم انتقال حرارت ثانویه سیستم ACدارای مزیت صرفه جویی در انرژی است.
خنک کننده تبخیری را می توان برای سیستم های ترکیبی پیکربندی کرد.آنها می توانند به صورت خنک کننده تبخیری غیرمستقیم و بادیگر دستگاه های خنک کننده ترکیب شوند.
برخی از محققان قبلا آزمایش هایی را در مورد این ترکیب انجام داده اندJainو همکاران یک آزمایش را انجام دادند و کارآیی اشباع یک خنک کننده دو مرحله ای را مورد مطالعه قرار دادند.
Heidarinejadو همکاران همچنین عملکرد خنک کننده دو مرحله ای را مورد مطالعه قرار دادند آنها دریافتند که بازده در حدود 111-108%متغییر است.
دراین مطالعه،با در نظر گرفتن مزایا،محدودیت ها و امکان پیشرفت هایی که محققان در یافتند چندین پیکربندی از خنک کننده تبخیری مستقیم و لوله های حرارتی پیشنهاد و تحلیل می شوند.هدف از مقایسه پیکربندی پیشنهادی و تعیین این که کدام پیکربندی می تواند بر معایب محیط تبخیر مستقیم غلبه کند تجذیه و تحلیل این مطالعه محدود به عملکرد دما و رطوبت هواست.
روش
اجزای متعددی وجود دارند که به تمرکز این تحقیق،لوله های حرارتی و خنک کننده تبخیری مستقیم تبدیل شده اندمحیط تبخیر مستقیم استفاده شده در این آزمایش یک خنک کننده تبخیری تجاری است که توسط شرکت صنعتیAOLANتولید می شود لوله های حرارتی مورد استفاده در این آزمایش لوله حرارتی مستقیم هستند که از مس ساخته شده اند که طول700mmوقطر خارجی mm10 دارند این لوله حرارتی از آب به عنوان سیال استفاده می کند.نسبت پرکردن سیال در این لوله حرارتی 50%است.
در این آزمایش،سه آرایش لوله های حرارتی ترکیبی و خنک کننده های تبخیری به کار گرفته شد .
اولین آرایش یک خنک کننده مستقیم مستقل بود و آرایش دوم لوله حرارتی بود.
محیط تبخیر مستقیم(HPDEG)که توسط Fikriو همکاران مورد مطالعه قرار گرفت.
دراین آرایش ردیفی از لوله های حرارتی با خنک کننده تبخیری مستقیم ترکیب شد.
عملکرد لوله های حرارتی به صورت قبل خنک کننده و سیستم به صورت یک خنک کننده مستقیم دو مرحله ای عمل می کند .25لوله حرارتی مورد استفاده در این آرایش وجود دارد.
لوله های حرارتی به سه بخش تقسیم می شوند بخش های فوقانی لوله حرارتی،بخش اواپراتور،بخش های mm150در وسط،بخش های عایق و بخش های کندانسور
چیدمان سوم یک خنک کننده تبخیری مستقیم بایک مبدل حرارتی-لوله حرارتی(DEC-HPHE)است.در این ترتیب مدول یک لوله حرارتی متشکل از 47 لوله است که در سه ردیف تلو می خورد و بعد از خنک کننده تبخیری مستقیم برای خنک کردن هوای تولید شده استفاده می شود.
مدول لوله حرارتی به سه بخش تقسیم می شود عایق کندانسور،طول حرارتی mm350است،طول آدیاباتیک mm100وmm250است.
دراین مقطع 110بال آلومینیوم وجود دارد که سطح انتقال حرارت را افزایش می دهد بخش آدیاباتیک با استفاده از داربست و پلی اورتان عایق شد واحدهای لوله حرارتی مورد استفاده در این آزمایش را می توان در شکل1 مشاهده کرد.
اصل این آزمایش سردکردن چند مرحله ای است که درآن هوا بیش از یک بار خنک می شود و هدف از آرایش لوله های حرارتی در هرچیدمان متفاوت است .اولین مدول برای خنک کردن هوا قبل از ورود هوا به خنک کننده ترتیب داده می شود.دومین مدول برای خنک کردن هوای تولید شده با استفاده از هوای خروجی از خنک کننده تبخیری ترتیب داده می شود.
دو پارامتر در این آزمایش اندازگیری شدند:دما و سرعت هوا
چندین سنسور در این آزمایش برای هرپارامتر مورد استفاده قرار گرفتند دما با استفاده از دستگاه ترموکوپل نوع Kاندازگیری شد در مجاری ورود ،مجاری خروج،لوله حرارتی و محیط نصب شدند طرح کلی برای ترتیب سوم را می توان در شکل 2مشاهده کرد.
سرعت هوا با استفاده از فرآیند اتصال کوتاه در سیستم جرقه زنی موتور در حدود 300اندازگیری شد.
دمای هوای ورودی با استفاده از گرمکن مطابق با شرایط دمایی مطلوب کنترل شد .سپس هوای گرم فن از طریق لایه خنک کننده برای اولین بار از طریق مدول لوله حرارتی و قسمت خنک کننده برای آرایش ثانویه تنظیم شد.
در آرایش سوم هوا با دو گرمکن متفاوت گرم می شود گرمکن اول هوای کار را استفاده می کند که همانند آرایش اولیه است گرمکن دوم نیز از هوای تولید شده در لوله حرارتی استفاده می کند مجموعه آرایش قرارگیری سوم را میتوان در شکل 3مشاهده کرد.آب استفاده شده توسط خنک کننده با استفاده از یک حمام ترمواستاتیک برای رسیدن به دمای یکسان برای هر آرایش کنترل شد.
پس از انجام آزمایش ها،داده های حاصل را می توان برای تحلیل ویژگی های محیط خنک کننده تبخیری مستقیم چند مرحله ای مورد استفاده قرار داد.
شکل4 پروفیل دمای آرایش اولیه را نشان می دهد که در آن دمای ورودی از °36تا°45در افزایش °3متغیر است مقدار سرعت هوای ورود m/s0.8به m/s1.43متغیر است.
شکل 4 نشان می دهد که دمای ورود به هنگام کار گرمکن افزایش می یتبد ودر نقطه صفر به پایداری می رسد دمای آب هنگامی که خنک کننده تبخیری شروع به کار می کند کاهش می یابد و دمای چاهک آب ثابت می شود زیرا دمای هوای ورودی ثابت می شود و برای هر دمای ورودی مقدارآب متفاوت است.
این با تئوری بیان شده توسط klaibi و همکاران سازگار است.آنها استدلال می کنند که دمای آب از لایه خنک کننده به اندازه دمای ورودی هوای ورود سرد است.با تغییرات شرایط دمای ورودی دما آب نیز در طول تغییر دمای هوای ورودی تغییر می کند.
درشکل4توضیح می دهد که در ترتیب اول دمای هوا بعد از بسته خنک کننده کاهش می یابد.
سرعت هواm/s0.8دمای هوا می تواند تا دمای °26.35در دمای ورود °36و°37ودر دمای ورودی °42و°45تا دمای °29.36 کاهش یابد. بااین حال سرعت هوا m/s1.43 دما را می توان در دمای ورودی °36و°37و°45تا دمای °28.03کاهش دهد.
این داده ها نشان می دهند که دمای هوای خروجی با افزایش دمای هوای ورودی افزایش می یابد.این افزایش نتیجه افزایش دمای ورودی است وقتی دمای حباب خشک افزایش می یابد دمای حباب مرطوب نیز افزایش می یابد دمای حباب مرطوب حداکثر درجه هواست که می تواند کاهش یابد که نشان می دهد کمترین دمای خروجی با افزایش دمای ورودی افزایش می یابد.
شکل5نشان می دهد که پروفیل اندازگیری دمای هر نقطه دارای پروفیل مشابه با آرایش اول است.دمای ورودی همانطور که گرمکن کار می کند افزایش می یابد و در نقطه صفر ثابت می شود.
دمای چاهک آب هنگامی که خنک کننده تبخیری شروع به کار می کندکاهش می یابد دمای چاهک آب پایدار می شود چون دمای هوای ورودی ثابت می شود تفاوت بین آرایش اول و دوم این است که در آرایش دوم پیش فرآیند وجود دارد این را می توان در شکل 5 مشاهده کرد دمای ورودی بعد از لوله حرارتی کاهش می یابد.
شکل5نشان می دهد که در آرایش دوم ،دمای هوا در مرحله اول بعد از لایه خنک کننده کاهش می یابد.اولین کاهش دما از لوله حرارتی است مدول حرارتی درجه حرارت هوارا با°0.32و°0.58و°0.69با سرعت هوای m/s1.43 اگرچه لوله حرارتی تنها مقدار کمی از گرما را حذف می کند سیستم کلی می تواند دمای بیشتر از آرایش اولیه را کاهش دهد.درسرعت هوایm/s0.8،دمای هوا می تواند°24.34کاهش یابد.
دمای ورودی °36به°26.64،در دمای ورود °39به°25.28،در دمای ورود °42به °26.34و در دمای ورودی °45می رسد.
این داده ها نشان میدهند که دمای هوای خروجی با افزایش دمای هوای ورودی افزایش می یابد این افزایش نتیجه افزایش دمای ورودی است وقتی دمای حباب خشک افزایش می یابد دمای مرطوب نیز افزایش می یابد.دمای حباب مرطوب حداکثر درجه هواست که می تواند کاهش یابد که نشان می دهد کم ترین درجه خروجی با افزایش دمای ورودی افزایش می یابد.
شکل5 نشان می دهد که پروفیل های هر نقطه اندازگیری شده دارای پروفیل مشابه با اولین آرایش است.دمای ورودی همانطور که گرمکن کارمی کند افزایش می یابدو در نقطه صفر ثابت می شود.دمای چاهک آب هنگامی که خنک کننده تبخیری شروع به کار می کند کاهش می یابد ،دمای چاهک آب به ثبات می رسد چون دمای هوای ورودی ثابت می شود .
تفاوت بیا آرایش اول و دوم این است که در آرایش دوم پیش فرآیند وجود دارد.این را می توان در شکل 5 مشاهده کرد:
دمای ورودی به دمای بعد از لوله حرارتی کاهش یافته است.
شکل5 نشان می دهد که در آرایش دوم ،دمای هوا در مرحله اول و بعد از لایه خنک کننده کاهش می یابد.اولین کاهش دما از لوله حرارتی است ،مدول لوله حرارتی هوا را°0.32،°0.45،°0.58،°0.69 وبا سرعت m/s0.8 و °0.27،°0.41،°0.54،°0.6 با سرعت هوای m/s1.43کاهش می دهد.
اگرچه لوله حرارتی تنها مقدار کمی از گرما را حذف می کند سیستم می تواند دمای بیشتر از آرایش اولیه را کاهش دهد و در سرعت m/s0.8دمای هوا می تواند تا دمای °24.34کاهش یابد.
دمای ورودی °36 به دمای °24.64 ،دمای ورودی °39 به °25.28 ،ودر دمای ورودی °42و °45 به °26.34کاهش می یابد.
شکل 6 نشان می دهد که هر چیدمان تنظیمات چیدمان دمایی یکسانی دارد اگرچه مقادیر متفاوت است دمای ورود همانطور که گرمکن کار می کند افزایش می یابد ودر نقطه صفر ثابت می شود دمای چاهک آب هنگامی که خنک کننده تبخیری شروع به کار می کند کاهش می یابد . دمای چاهک آب به پایداری می رسد چون دمای هوای ورود ثابت می شود .برای هر دمای ورودی مقدار دمای آب متفاوت است. این با تئوری بیان شده Albaikiو همکاران سازگار است.آنها استدلال می کنند که دما آب از محل خنک کننده ،به مقدار دمای هوای ورودی سرد است از آنجا که دمای هوای ورودی تغییر می کند این شکل نشان می دهد که دمای هوا در کانال تبخبرب کاهش می یابد در حالی که درجه حرارت در کندانسورافزایش می یابد این نتیجه لوله حرارتی دوم است ،لوله حرارتی گرمای داخل کانال را به داخل کندانسور انتقال می دهد.این داده ها نشان می دهند که دمای هوای خروجی با افزایش دمای هوای ورودی افزایش می یابد.این افزایش نتیجه افزایش دمای ورودی است وقتی دمای خشک افزایش می یابد دمای حباب مرطوب نیز افزایش می یابد. دمای حباب مرطوب حداکثر درجه هواست که می تواند کاهش یابد که نشان می دهد کم ترین دمای خروجی با افزایش دمای ورودی افزایش می یابد به علاوه دما و رطوبت نسبی یک پارامتر مهم برای تجذیه تحلیل است. رطوبت نسبی و دما پارامتر های منطقه آسایش هستند.SNI03-6572200 مشخص می کند که منطقه آسایش از °20.5و°31با رطوبت نسبی 50تا%80متغییر است.از این آزمایش رطوبت نسبی نیز حاصل شد و سایکومتریک را می توان در شکل7 مشاهده کرد. در شکل 7نشان می دهد که در کندانسور سرعت هوا در تراکم m/s1.8و شار حرارتی m/s0.5است.
شکل 7نشان می دهد که رطوبت نسبی با کاهش دما زمانی که خنک کننده تبخیری شروع به کار می کند افزایش می یابد.علاوه براین رطوبت نسبی ،نسبت رطوبت در مرحله اول نیز افزایش می یابد این نشان می دهد که منابع رطوبتی اضافه در هوا وجود دارد. در این کانال حرارتی ،رطوبت نسبی افزایش می یابد چون دما مقدار کمی را کاهش می دهد و هیچ رطوبتی به هوا اضافه نشده است.
نتایج حاصل از چیدمان اول نشان می دهد که رطوبت نسبی هوای خروجی با سرعت هوا m/s0.8، 86.65و86.88و87.18و%87.9 ورطوبت نسبی با سرعت m/s1.43، 88.05،87.05،86.21،%87.75است.
درآرایش دوم رطوبت نسبی هوای خروجی با سرعت هوا m/s0.8 ،%85.93،%85.98، %86.20، %86.41 است. و رطوبت نسبی در سرعت m/s1.43 ،%89.75 ، %88.96 ،%88.29 ،%87.68 است.
وبرای سومین چیدمان رطوبت نسبی خروجی از %30.15 تا %55.4 بود.داده ها نشان می دهند که رطوبت نسبی هوای خروجی از رطوبت نسبی هوای ورودی برای آرایش اول و دوم بالاتر است.
این نتیجه فرآیند خنک کننده تبخیری است.در این فرآیند ،گرمای هوا برای تبخیر کردن آبی که در لایه خنک کننده جریان دارد به کار می رود .همانطور که گرمای هوا مورد استفاده قرار می گیرد ،دمای هوا کاهش می یابد.
حرارت در واقع از هوا جدا نمی شود و به صورت رطوبتی آشکار به شکل رطوبت تبدیل می شود که به هوا افزوده می شود این دلیل افزایش رطوبت نسبی در هوای خروجی است.
در آرایش سوم ،افزایش رطوبت نسبی به اندازه دیگر آرایش ها بالا نیست چون این فرآیند متفاوت است.
در آرایش سوم ،کاهش دمای هوا ناشی از خنک کننده منطقی توسط لوله حرارتی است.
گرما توسط لوله حرارتی جذب می شود و در بخش کندانسور آزاد می شود.در این فرآیند رطوبت به هوا اضافه شده و بنابراین افزایش رطوبت نسبی تنها تحت تاثیر تغیررات دما قرار دارد.
شکل8 تاثیر دمای ورودی بر روی اختلاف دما را نشان می دهد.می توان مشاهده کرد که با افزایش دمای ورودی میزان کاهش دما افزایش می یابد .در آرایش اول و دوم کاهش دما در دماهای بالاتر بیشتر از افزایش دما و کاهش رطوبت نسبی است. این ترکیب منجر به گرمای اضافی می شود که برای تبخیر آب مورد استفاده قرار می گیرد.
از آنجا که گرما می تواند مورد استفاده قرار گیرد و ظرفیت هوایی بیشتری برای مهار رطوبت وجود دارد.دما به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
در آرایش سوم ،دمای ورودی بیشتر در مقدار سال کاری که می تواند تبخیرشود تاثیر می گذارد.هرچه مقدار سیال در حال تبخیر بالاتر می رود گرمای بیشتری را می توان به کندانسور منتقل کرد این امر منجربه افزایش در دما شود.
شکل8 همچنین تاثیر سرعت هوای ورودی برروی دما را نشان می دهد.این شکل نشان می دهد که برای هر آرایش،هرچه سرعت بالاتر باشد دما کاهش می یابد این با تئوری بیان شده توسط Foudaو همکاران سازگار است.این نویسندگان بیان کرده اند که سرعت های پایین هوا،بر زمان تماس بین هوا و محیط تاثیر می گذارد و منجربه مقذار بیشتری گرما از هوا می شود.
شکل 8 نشان می دهد که کاهش دما در آرایش دوم بالاتر از دیگر آرایش ها است.این نتیجه خنک کردن چند مرحله ای است که درآن اولین مدول لوله حرارتی دمای هوا را کاهش می دهد و سپس دمای هوای خنک شده را حتی بیشتر خنک می کند علاوه بر کاهش دمای حباب خشک ،لوله حرارتی نیز دمای حباب مرطوب را کاهش داده و شرایط لازم برای افزایش دما را را ایجاد می کند.علاوه بر این آرایش سوم کاهش دما را نشان می دهد در این آرایش ،هوای محصول بوسیله لوله حرارتی با کمک خنک کننده تبخیری در بخش کندانسور خنک می شود .در این سناریو سیستم به طور غیرمستقیم هوا را خنک می کند در حالی که سیستم به طور غیر مستقیم با لوله حرارتی تعامل دارد وهیچ تغییر فازی در هوای متراکم وجود ندارد تغییر فاز در لوله حرارتی رخ می دهد.
گرمای هوا برای تبخیر سیال کاری مورد استفاده قرار می گیرد از آنجا که مقدار سیال در داخل لوله حرارتی ثابت است ،نرخ خنک کننده از گردش سیال کاری ناشی می شود.اگر دما و سرعت هوا در بخش کندانسور برای حذف حرارت ناشی از لوله حرارتی کافی نباشد گردش سیال کافی نیست.
در شکل9 تاثیر دمای ورودی بر بازده اشباع سیستم را نشان میدهد.کارآیی اشباع فاز اول و دوم به عنوان افزایش دمای هوای ورودی افزایش می یابد این امر به این دلیل رخ می دهد که گرمای بیشتر می تواند برای تبخیر آب در دماهای بالاتر مورد استفاده قرار گیرد.از شکل 9 می توان مشاهده کرد که سرعت هوا برای بازده اشباع بالاتر است.این با نتایج بدست آمده توسطwuو همکاران سازگار است.در سرعت پایین هوا،زمان تماس بین آب و افزایش می یابد و امکان تبخیر آب افزایش می یابد در آرایش سوم ،عملکرد سیستم با کار آیی لوله حرارتی آنالیز می شود زیرا هوا فقط از لوله عبور می کند.
شکل10 نشان می دهد که تاثیر لوله حرارتی در سرعت هوای کندانسور m/s1وm/s1.8بیشتر است.هنگامی که سرعت هوا در این تراکم کم تر است شار حرارتی m/s0.5 ،m/s1.5 ،هنگامی که سرعت هوا در کندانسور افزایش می یابد اثربخشی بیشتر می شود.
این نشان می دهد که وقتی سرعت هوا در شار حرارتی افزایش می یابد ،سرعت هوا در کندانسور باید به اندازه کافی افزایش یابد تا حرارت ناشی از لوله،گرما را حذف نماید.کندانسور لوله حرارت را از لوله حرارتی دور نخواهد کرد و گردش کاری درون لوله حرارتی مختل خواهد شد.این شرایط باعث می شود که لوله گرما قادر به پاک کردن گرمای هوا باشد این امر منجربه کاهش دمای کمتر و کارآیی لوله حرارتی می شود.
محیط تبخیر مستقیم-غیر مستقیم با استفاده از لوله حرارتی برای حرارت موثر و انتقال جرم طراحی شد و عملکرد آن به صورت تجربی ارزیابی شد.تحقیقات در مورد محیط های چند مرحله ای مستقیم -غیرمستقیم نشان داد که آرایش لوله های حرارتی و خنک کننده تبخیری به عنوان خنک کننده تبخیری مستقیم می تواند بازذه سیستم اشباع را افزایش دهد.
بیشترین کاهش دما به وسیله آرایش دوم (چند مرحله ای خنک کننده تبخیری مستقیم با لوله حرارتی به عنوان پیش خنک کننده در دمای°45و سرعت هواm/s0.8با مقدار°18.15
بدست می آید.
خنک کننده تبخیری هوا را نسبت به خنک کننده تبخیری مستقیم چند مرحله ای با لوله حرارتی به عنوان پیش خنک کن ،رطوبت نسبی هوا را نسبت به خنک کننده تبخیری تبخیری با یک لوله (آرایش سوم)مقایسه می کند.
آرایش اول و دوم دارای مقادیر رطوبت نسبی %80-95و سومین قرارگیری دارای رطوبت نسبی حدود %30-55است. اولین مدول لوله حرارتی می تواند عملکرد خنک کننده تبخیری مستقیم را افزایش دهد.اما رطوبت نسبی را نیز افزایش دهد علاوه بر این مدول لوله حرارتی دوم،دما را به اندازه سایر آرایش ها کاهش نمی دهد اما رطوبت نسبی را به اندازه سایر آرایش ها افزایش نمی دهد.
