موتور هواگرم (Stirling Engine)
موتور استرلینگ در سال ۱۸۱۶ توسط رابرت استرلینگ کشیش اسکاتلندی اختراع شد. اساس کاری موتور بر روی انبساط متناوب گاز در دو دمای متفاوت می باشد. این نوع موتورها با توجه به آلایندگی و مصرف سوخت کمتر نسبت به موتورهای احتراق داخلی می تواند جایگزین مناسبی برای بعضی از کاربردهای موتورهای احتراق داخلی باشند.
در ایران نخستین موتور استرلینگ در سال ۱۳۵۷ توسط استاد فقید مرحوم دکتر جعفر زرین چنگ در دانشگاه شیراز طراحی و ساخته شد. مرحوم زرین چنگ در نگارش و همکاری در تالیف آثار و کتابهای متعددی در خصوص موتورهای استرلینگ همت گمارده و به نوعی می توان ایشان را پدر استرلینگ ایران نامید. روحش شاد و یادش گرامی
موتورهای هواگرم
موتورهای هوا گرم به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند:
- آلفا
- بتا
- گاما
- پیستون آزاد
کاربردهای اصلی موتورها در بخش های تولید برق، پمپ های آب، زیردریائی‌ها، تجهیزات پزشکی، یخچالها و فضاپیماها می باشد.
عمده ترین سیال عامل این موتورها هیدروژن، هلیوم و هوای خشک می باشد و برای خنک‌کاری معمولاً از سیال آب و هوا استفاده می‌شود.
انرژی خورشیدی، انرژی های گرمایی اتلافی و یا حرارت های سوخت های فسیلی می تواند از منابع تامین انرژی موتورهای هوا گرم باشد.
در نمودار روبرو درصد امکان استفاده از انرژیهای مختلف مشخص شده است با توجه به آفتاب گیری کشور ایران که در نقشه بالا نمایش داده شده است و با عنایت به سهم بسیار زیاد انرژی خورشیدی و مقایسه با منابعی همچون انرژی برق‌آبی (روش متداول در کشور) می توان به این نکته پی برد که تمامی عوامل برای بهره‌گیری از این روش مهیاست.
مزایای استفاده از موتورهای هوا گرم
بسته به نوع منبع حرارتی یا گرمای مورد استفاده، آلایندگی این موتورها بسیار کم می باشد. به عنوان مثال در زمان استفاده از نور خورشید به عنوان منبع حرارتی آلودگی خارج از موتور صفر می‌باشد. همچنین در شرایط استفاده از سوخت های فسیلی در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی آلایندگی بسیار ناچیزی تولید می‌شود.
با توجه به تعریف راندمان حرارتی چرخه های ترمودینامیکی، چرخه استرلینگ بالاترین راندمان را پس از چرخه کارنو دارد. لذا نتایج عملکردی در این موتورها نزدیکی زیادی به چرخه پر بازده کارنو دارد با توجه به عدم وجود احتراق در محفظه داخلی اصطکاک داخلی موتور ها بسیار پایین بوده و در نتیجه عمر قطعات بالا رفته و هزینه تعمیرات و نگهداری موتور کاهش می یابد، آلودگی صوتی موتور در بدترین حالت از ۴۵ دسی بل تجاوز نمی کند که این مقدار از کمترین آلودگی صوتی موتورهای احتراق داخلی متداول نیز کمتر است.
این موتورها با توجه به طیف گسترده منابع انرژی قابل دسترسی همچون خورشید، گرمای اتلافی سوزاندن ضایعات چوبی، انرژی هسته‌ای، سوخت فسیلی، گرمای سوزاندن ضایعات، زمین گرمایی و الکتریسیته مشکلات موتورهای تک منبع یا با منابع انرژی محدود را ندارد.
