مقایسه سیکل رانکین آلی و سیکل کالینا برای استفاده از انرژی اتلافی سیکل تبرید آبشاری جهت کاهش توان مصرفی

محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

محسن مهدوی عادلی ¹ , سید امید رضا موسوی ²

1 - گروه مهندسی مکانیک، واحد سوسنگرد، دانشگاه آزاد اسلامی، سوسنگرد، ایران
2 - گروه مهندسی شیمی و پلیمر، واحد تنگستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تنگستان، ایران

تاریخ دریافت : 1401/02/14 تاریخ پذیرش : 1401/06/03 تاریخ انتشار : 1401/06/01

کلید واژه: کاهش انرژی مصرفی, تحلیل ترمودینامیکی, سیکل رانکین آلی, تبرید آبشاری,

چکیده مقاله :

در این مقاله یک سیستم ترکیبی جدید با هدف جلوگیری از اتلاف انرژی و کاهش توان مصرفی ارائه شده است. در این سیستم از سیکل تبرید آبشاری (سیکل تولید برودت)، سیکل رانکین آلی (سیکل تولید توان) و سیکل کالینا (سیکل تولید توان) استفاده می شود. سیکل تبرید آبشاری به وسیله یک مبدل حرارتی با سیکل های تولید توان نامبرده ترکیب می شود، این مبدل حرارتی نقش کندانسور برای سیکل تبرید آبشاری و نقش اواپراتور برای سیکل های تولید توان دارد. بعد از تولید سرما در دمای پایین(45- درجه سانتی گراد) به وسیله سیکل تبرید آبشاری به جای اینکه حرارت با سطح انرژی پایین اما با ارزش حرارتی بالا در سیکل تبرید آبشاری اتلاف شود، از آن در اواپراتور سیکل های رانکین آلی و کالینا برای تولید بخار مورد نیاز استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که با استفاده از سیکل های تولید توان رانکین آلی و کالینا، ضمن تولید برودت در دمای ℃45- ، به ترتیب می توان 13/20درصد و 06/14 درصد توان مصرفی سیکل تبرید آبشاری را کاهش داد.

چکیده انگلیسی:

In this article, a new integrated system is presented to prevent energy loss and reduce power consumption. In this system, the cascade refrigeration cycle (cooling production cycle), organic Rankine cycle (power production cycle), and Kalina cycle (power production cycle) are used. The cascade refrigeration cycle is combined with the mentioned power generation cycles employing a heat exchanger. The heat exchanger has the role of a condenser for the cascade refrigeration cycle and the role of an evaporator for the power generation cycles. After producing cooling at a low temperature (-45°C) by the cascade refrigeration cycle, the generated heat in the cascade refrigeration cycle is utilized in the evaporator of the organic Rankine or Kalina cycles to produce the required steam instead of being wasted. The results showed that by using the organic Rankine and Kalina cycles, the power consumption of the cascade refrigeration cycle is reduced by 20.13 % and 14.06 %, respectively.