16407

16407

مدل سازي، بهينه سازي فني و اقتصادي و تعيين پارامترهاي عملكردي سامانه تبريد تراكمي اجكتوري هيبريد خورشيدي

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي - علوم حرارتي

مهر 1395

دكتر سپهر صنايع

مكانيك

باتوجه به مصرف روزافزون انرژي در حيطه¬هاي مختلف زندگي بشر و مشكلات زيست¬محيطي ناشي از آن، يافتن راه حل¬هاي نوين جهت تأمين نيازهاي انسان مانند تبريد و تهويه مطبوع كه اولاً مشكلات فعلي را برطرف كرده و ثانياً از نظر اقتصادي نيز قابل اعتنا باشد در دستور كار پژوهشگران قرار گرفته است. در اين پژوهش با انتخاب سامانه تبريد تراكمي اجكتوري هيبريد كه از منبع انرژي پاك جهت كاهش مصرف انرژي الكتريكي گران¬قيمت در سامانه¬هاي تبريد تراكمي رايج بهره مي¬برد، و بررسي آن سعي بر اين بوده تا گامي هرچند كوچك در اين جهت برداشته شود. پس از انتخاب، اين سامانه هيبريد با استفاده از قوانين پايستگي انرژي و جرم و ديد حجم كنترلي به اجزا –مگر در موارد خاص- مدل¬سازي شد. در اين مدل¬سازي علاوه بر ديدگاه انرژي، از نقطه¬نظر اگزرژي، اقتصادي و زيست¬محيطي نيز به سامانه نگريسته شده و با استفاده از معادله موازنه اگزرژي و توابع هزينه و جريمه اقتصادي عملكرد سامانه بررسي شده است. دو معيار بازده اگزرژي و مجموع هزينه سالانه به¬عنوان دو عنصر مهم در بررسي¬هاي فني-اقتصادي، از اهميت خاصي در اين پژوهش نيز برخوردار است. پس از تعيين تأثير متغيرهاي عملكردي مختلف بر تغيير اين دو تابع هدف، متغيرهايي با تأثير دوگانه –افزايش بازده اگزرژي و افزايش مجموع هزينه سالانه- كه انتخاب مقدارشان نيازمند يك بهينه¬سازي دوهدفه است، انتخاب شدند. با استفاده از الگوريتم ژنتيك، جبهه پارتو مورد نظر تشكيل و با استفاده از معيارهاي تصميم¬گيري، بهترين جواب¬ها برگزيده شد. درنهايت مقايسه¬اي بين سامانه هيبريد و سامانه¬هاي پايه تشكيل¬دهنده آن صورت گرفت. جواب بهينه سامانه براي ظرفيت يك تن تبريد، داراي بازدهي اگزرژي حدود 41درصد و مجموع هزينه سالانه 184 دلار است. اين جواب متناظر با دماهاي اواپراتور، خنك¬كن مياني، كندانسور، مولدبخار و راندمان پمپ 10، 27، 5/46، 5/80 درجه سانتي¬گراد و 5/76 درصد است.

1395/11/05

1/1/1900 12:00:00 AM

With regard to ascending energy consumption in different aspects of human life an​d environmental side-effects, finding new solutions for maintaining human needs e.g. refrigeration an​d air-conditioning, which first of all, solve the present problems an​d the second be economically feasible, is in the research plans. In this research, by choosing an​d investigating hybrid ejector-compression refrigeration system that utilizes clean energy to reduce the electricity demands, efforts have been made to help that goal. This system has been modelled by using energy an​d mass conservation laws an​d control-volume point-of-view. Exergy, economical an​d environmental aspects of this system was considered by using exergy balance equation an​d cost an​d penalty functions. Exergy efficiency an​d TAC (Total Annual Costs), which are very important in techno-economical studies, are examined in this research. After finding the effects of different operational parameters, the parameters that have good an​d bad effects on system performance was chosen. Using GA(Genetic Algorithm), pareto-front curve was made an​d best answers selected by decision-making methods. Finally, a comparison between this hybrid an​d conventional systems has been made. Optimized answers for 1 ton of refrigeration capacity are %41 exergy efficiency an​d 184 dollars per year. Corresponding decision variables are 10, 27, 46.5 an​d 80.5 degrees of centigrade for evaporator, intercooler, condenser an​d generator temperatures. The pump efficiency is %76.5.