توجه به انرژی و مصرف بهینه آن از اولویت های اساسی جهان امروز است و در این میان یافتن راهی برای استفاده بهینه از منابع انرژی واحد و تولید همزمان میتواند به حفظ آنها و توسعه پایدار جوامع بشری بیانجامد.
 امروزه انرژی و صرفه جویی در مصرف آن و بالا بردن راندمان حرارتی سیستم های تولید انرژی، یکی از چالش های بسیار مهم در سراسر جهان محسوب میشود.
مسائل مرتبط با تأمین و مصرف انرژی نگرانی هایی را در رابطه با گرمایش جهانی و کمبود انرژی به وجود آورده است. این نگرانی ها به تلاشهایی در جهت بهبود مصرف و تبدیل انواع انرژی منجر شده است.
یک از راهکارهای اصلی، استفاده از منابع حرارتی دما پایین مانند حرارت خروجی یا اتلافی از فرایندهای صنعتی و منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی، زمین گرمایی و زیست توده برای تولید اشکال مختلف انرژی نظیر توان، برودت، آب شیرین، هیدروژن و غیره است.
چرخه هایی که از سیال های عامل ارگانیک یا چند جزئی استفاده میکنند، مانند چرخه کالینا(KC)، چرخه ارگانیک رانکین(ORC) و چرخه تبرید اجکتوری میتوانند انرژی منابع دما پایین را به توان یا برودت و یا هر دوی آنها تبدیل کنند.
سیستم های تولید همزمان برق، حرارت و سرما با هدف استفاده بهینه از منابع انرژی، کاهش اتلافات ناشی از انتقال و توزیع انرژی و نیز کاهش آلودگی های ناشی از احتراق سوخت های فسیلی به‌کار گرفته می شوند.
اخیرا در سال 2018 دکتر هادی غائبی عضو هیات علمی گروه مکانیک دانشگاه محقق اردبیلی و تیم تحقیقاتی وی در همین حوزه مقاله ای را منتشر کرده و به بررسی این موضوع پرداخته اند.
در این کار پژوهش یک چرخه تولید همزمان توان و تبرید با ترکیب چرخه کالینا و چرخه تبرید اجکتوری با منبع حرارتی دما پایین زمین گرمایی و با استفاده از محلول آب آمونیاک ارائه شده است.
تحلیل ترمودینامیکی بر مبنای قوانین اول و دوم ترمودینامیک به عنوان ابزاری بسیار کارآمد در طراحی، تحلیل و امکان پذیر بودن سیستم های تولید انرژی شناخته میشود.
با استفاده از تحلیل جامع ترمودینامیکی مدلسازی سیستم تولید همزمان جدید توان و تبرید پیشنهادی با تلفیق یکپارچه چرخه توان کالینا و چرخه تبرید اجکتوری و با استفاده از منبع حرارتی دما پایین زمین گرمایی انجام شده است.
سیستم پیشنهادی توسط دکتر غائبی و تیم تحقیقاتی وی دارای دو سپراتور، سه کندانسور، دو شیر فشار شکن و دو مبدل حرارتی بازیاب است.
علاوه بر این برای افزایش راندمان چرخه ترکیبی از یک گرمکن سیال تغذیه نیز استفاده شده است. در حالت استفاده تنها از چرخه کالینا راندمان حرارتی سیستم 5/9 درصد بوده که با سیستم تولید همزمان جدید در حالت بهینه راندمان 15 درصد بدست آمده است.
همچنین با تغییر در ساختار چرخه کالینا و تعبیه یک سیستم تولید برودت اجکتوری علاوه بر تولید توان به میزان 4/2 مگاوات، 15/1 مگاوات برودت نیز تولید شده است.
این پژوهش ارزشمند در مجله Applied Thermal Engineering 130(2018) 764 با رده Q1 منتشر شده است و بر اساس گزارش پایگاه استنادی Web of Science به صورت مقاله Highly Cited معرفی شده است.
برای مشاهده این مقاله می توانید به لینک زیر مراجعه کنید:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431117338735
|