مدل‌سازي و بهينه‌سازي سيكل تبريد تركيبي اجكتوري-كمپرسوري

كارشناسي ارشد

تحولات صنايع، رشد و ارتقاي سطح زندگي موجب افزايش تقاضا براي مصرف انرژي شده است كه اين امر باعث كمبود انرژي، قيمت‌هاي بالاتر و همچنين مشكلات زيست‌محيطي شده است .استفاده از سيستم‌هاي تبريد و تهويه مطبوع در جوامع امروزي باعث افزايش تقاضا براي توليد برق مي‌گردد. از اين‌رو استفاده كارآمد از انرژي و توجه به مباحث اقتصادي در دستور كار پژوهشگران قرار گرفته است. در اين پژوهش سيكل تبريد تركيبي اجكتوري-كمپرسوري برگزيده شده است. در اين سيكل از اجكتور دو فاز استفاده شده است تا مصرف انرژي الكتريكي گران قيمت را در سيكل تبريد تراكمي كاهش دهد و باعث افزايش عملكرد سيكل شود. در اين پژوهش يك سيستم تبريد تركيبي اجكتوري (VVER-LVER) با استفاده از قوانين پايستگي و جرم مدل‌سازي شده است. در اين سيستم يك سيكل تبريد اجكتوري بخار-بخار با انرژي ورودي حرارتي و يك سيكل تبريد اجكتوري دو فاز مايع-بخار با انرژي ورودي الكتريكي با يكديگر تركيب شده‌اند. سيكل تركيبي مورد نظر از ديدگاه انرژي، اگزرژي و اقتصادي مدل‌سازي و بررسي شده است. در اين مدل‌سازي از مبرد R600a براي سيكل تبريد اجكتوري بخار-بخار و مبرد R152a براي سيكل تبريد اجكتوري مايع-بخار استفاده شده است كه اين مبردها سازگار با محيط‌زيست مي‌باشند. پنج پارامتر طراحي از جمله دماي ژنراتور، دماي كندانسور، دماي مبدل مياني، اختلاف دماي مبدل مياني و دماي اواپراتور براي سيكل تعريف شده است و با كمك تحليل پارامتريك تأثير هر يك از پارامترهاي طراحي بر سيكل بررسي شده است. براي بررسي عملكرد فني و اقتصادي سيكل از بهينه‌سازي دو هدفه استفاده شده است با استفاده از الگوريتم ژنتيك، جبهه پارتو مورد نظر تشكيل و بهترين پاسخ براي توابع هدف بيشينه كردن راندمان اگزرژي و كمينه كردن هزينه كل ساليانه انتخاب شده است. در اين پژوهش اجكتور دو فاز مايع-بخار با سطح مقطع ثابت با هدف بررسي عملكرد آن مدل‌سازي شده است و روش طراحي و به دست آوردن ابعاد كامل اجكتور دو فاز با توجه به شرايط كاركرد در سيكل ارائه شده است. در نهايت با كمك CFD اجكتور دو فاز مدل‌سازي شده و الگوي جريان داخل اجكتور مورد بررسي قرار مي‌گيرد تا عملكرد اجكتور دو فاز بررسي شود. با توجه به بهينه‌سازي دو هدفه براي ظرفيت سرمايش 5 كيلو وات ، راندمان اگزرژي %5/25 ، هزينه كل ساليانه 61/1011 دلار و COP 4/0 است كه نسبت به سيكل تبريد تركيبي اجكتوري تراكمي (VVER-VCR) راندمان اگزرژي 12% افزايش ، هزينه‌ي كل ساليانه 19% كاهش و COP 11% افزايش داشته است.

195508

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر سپهر صنايع