بررسی سیستمهای تبرید ترکیبی و چیلر جذبی

چیلر جذبی خورشیدی
چیلر جذبی خورشیدی
فروردین ۲۸, ۱۳۹۸
اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر
اثر دمای محیط خنک شونده در چیلر
اردیبهشت ۱, ۱۳۹۸

بررسی سیستمهای تبرید ترکیبی و چیلر جذبی

بررسی سیستمهای تبرید ترکیبی و چیلر جذبی

بررسی سیستمهای تبرید ترکیبی و چیلر جذبی

چکیده: در این تحقیق با عنوان بررسی سیستمهای تبرید ترکیبی و چیلر جذبی ، یک سیستم ترکیبی خنک کننده شامل چیلر جذبی و تراکمی که با یک میکروتوربین همراه شده، مورد بررسی قرار گرفته است. میکروتوربین، توان مورد نیاز سیستم را که شامل توان کمپرسور سیکل تراکمی، توان فنها و توان پمپ سیکل جذبی است، تأمین میکند و گرمای گازهای خروجی آن در ژنراتور سیکل جذبی مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم در چهار ساختار مختلف با سیستم تبرید معمولی که شامل چیلر تراکمی و میکروتوربین است، مقایسه و اثر تغییر دماي محیط بر روي آن بررسی شده است. نتایج نشان مـیدهـد اسـتفاده از سیسـتم ترکیبی نسبت به سیستم معمولی، کاهش مصرف سوخت را به همراه دارد.

1. مقدمه

نیروگاههای حرارتی که توان مورد نیاز مصارف صنعتی و خانگی را تأمین میکنند، از محل مصرف فاصله دارند. انتقال توان نیروگاهها از محل تولید به محل مصرف به وسیلۀ شبکۀ توزیع باعث هدر رفتن درصدی از انرژی خواهد شد. در سیستمهای تولید پراکنده انرژی تلفات انتقال وجود ندارد، زیرا این سیستمها در محل مصرف یـا نزدیک آن قرار دارند. یکی از تکنولوژیهای مورد استفاده در تولید پراکنده، سیستمهای تولید همزمان توان و حرارت است. سیستمهای تولید همزمان ،سیستمهایی هسـتند که
در آنها علاوه بر تولید توان، از گرمای خروجی واحد تولید تـوان بـرای مصارف گرمایشی و حتی سرمایشی، در ساختمانها یا واحدهای صنعتی استفاده میشود. راندمان این سیستمها بـه بالای 80 درصـد مـیرسـد؛ بنابراین، سیستمهای تولید همزمان که در محل مصرف قرار دارنـد، هـم از نقطه نظر انتقال انرژی و هم از لحاظ بازیافت گازهـای خروجـی موجـب صرفه جویی در مصرف انرژی میشوند. در اثر سوختن سوختهـای فسـیلی، گـاز دیاکسـیدکربن تولیـد، افزایش این گاز در جو به علت خاصیت گلخانه ای در گرمتر شدن زمین تأثیر دارد. در کشورهای توسـعه یافتـه بـرای کـاهش ورود آلاینده ها به جو، قوانین خاصی وجود دارد. یکی از راههای رسیدن بـه اهداف این قوانین، استفاده از سیستمهایی با مصرف سـوخت کمتـر و بازدهی انرژی بالاتر است؛ بنابراین، استفاده از سیستمهای تولید همزمان رو به افزایش است.
یکی از کاربردهای سیستم تولیـد هـمزمـان، اسـتفاده از آنهـا در سردخانه هاست. استفاده از این سیستمها در سردخانهها علاوه بر کاهش مصرف انرژی، قابلیت اعتماد بالایی را باعث میشود، زیرا تولید انرژی به وسیله سیستم تولید همزمان میتواند بدون وابستگی به شبکۀ توزیع برق صورت بگیرد؛ در نتیجه خطر قطع برق وجود ندارد. کیت ای.هرولد و همکاران [1] یک سیستم خنک کنندة ترکیبـی را مورد آنالیز ترمودینامیکی قرار دادند. ایـن سیسـتم شـامل یـک چیلـر جذبی و یک چیلر تراکمی است که در آن، کندانسـور چیلـر تراکمـی توسط چیلر جذبی خنک میشود و یک موتور احتراق داخلی انـرژی اولیه چیلرها را تأمین میکند.

یانگهو هوانگ [ 2 ] یک سیستم خنککنندة ترکیبی را مورد بررسی قرار داده که در آن، چیلر جذبی در سه حالت مختلف در کنار سیستم تراکمی قرار میگیرد. در حالت اول، چیلر جذبی، سـیال خروجـی از کندانسور سیستم تراکمی را خنک میکند؛ در حالت دوم، چیلر جذبی علاوه بر خنک کردن سیال خروجی از کندانسـور، هـوای ورودی بـه میکروتوربین را نیز خنک میکند و در حالت سوم، چیلر جذبی، هوای خنک کنندة کندانسور سیستم تراکمی را چند درجه خنکتر میکند. این سیستمها به ترتیب موجب 19 ،12 و 3 درصد صرفه جویی در مصرف انرژی میشوند.
عامری و همکاران [3] یک سیستم تولید سه گانه را مورد بررسـی قرار دادند. ایـن سیسـتم شـامل میکروتـوربین 200 کیلـوواتی و یـک ژنراتور بخار برای بازیافت حرارت از گازهای خروجی است. در این سیستم، در فصل تابستان از گرمای بازیافت شده برای سـرمایش و در فصل زمستان از این گرما برای گرمایش استفاده میشود. بسرایی و همکاران [4] اثر دمـای ورودی بـه میکروتـوربین را در یک سیستم تولید همزمان مورد بررسی قرار دادند. بررسی آنها بر پایۀ آزمایشهای قبل و دادههای استاندارد یک کارخانه، در دماهای ورودی مختلف است.
گاریملا و همکاران[5 ]  یک سیستم خنک کننده ترکیبی شامل یک سیکل جذبی و یک سیکل تراکمی را که سرمایش در دو دمای مختلف را تولید میکند و در یک کشـتی نیـروی دریـایی کـاربرد دارد، مـورد بررسی قرار دادند. این سیستم، آب گـرم مـورد اسـتفاده در دمـای 48 درجۀ سانتیگراد را نیز تأمین میکند. سیکل جذبی، گرمـای خروجـی یک توربین بخار را مورد استفاده قرار میدهد.
در این پژوهش، یک سیستم خنک کنندة ترکیبی در چهار سـاختار مختلف مورد بررسی قرار گرفته است و بازدهی انرژی کل سیستم در این ساختارها با سیستم معمولی که شامل میکروتوربین و چیلر تراکمی است، مقایسه شده است. انـرژی اولیـۀ ایـن سیسـتم بـه وسـیلۀ یـک میکروتوربین تأمین میشود. توان تولید شده در میکروتوربین در یـک چیلر تراکمی و انرژی گرمایی گازهای خروجی در ژنراتور یک چیلر جذبی مورد استفاده قرار میگیرد. بازده و میزان مصرف انرژی در این چهار ساختار با هم مقایسه شده است.

خصوصیات سیستم مورد بررسی

اگر هر کدام از چیلرهای جذبی و تراکمی به طور جداگانه کـار کننـد، استفادة همزمان از آنها تأثیری بر بهبود عملکرد سیستم نخواهد داشت. در سیستم خنککنندة ترکیبی مورد نظر، چیلرهای جذبی و تراکمی با داشتن اجزای مشترك، عملکرد کل سیستم را بهبود میبخشند.

میکروتوربین

میکروتوربینها، توربینهای گازی ساده و در ابعاد کوچک هستند کـه توان خروجی آنها بین 30تا 500کیلووات است. راندمان الکتریکـی میکروتوربینها با افزایش دمـای محـیط کـاهش مییابـد. رابطـۀ (1)، چگونگی تغییر راندمان یک نمونه میکروتوربین را با تغییر دمـا نشـان میدهد [6] :

1)
دمای محیط بر حسب درجه سانتیگراد است.
مطابق رابطۀ (2) در هر میکروتوربین، راندمان الکتریکی نشاندهندة نسبت توان خروجی به انرژی ورودی آن است:
(2) 

در این رابطه، Wتوان خروجی و میزان انرژی ورودی به میکروتوربین را نشان میدهد.
مقدار انرژی حرارتی که از گازهای خروجی میکروتـوربین بـرای استفاده در ژنراتور چیلر جذبی بازیافت میشود، در سیستمهای مختلف متفاوت است؛ برای مثال، در یک  که راندمان الکتریکی آن 30  درصد است، 70درصد از انـرژی اولیـۀ ورودی بـه میکروتـوربین بـه صورت حرارت از سیستم خارج میشود، ولی تنها بخشی از این انرژی برای استفاده های دیگر قابل بازیافت است. معمولاً تنها 40ـ 50درصد از انرژی اولیه برای استفاده در چیلرهای جذبی قابل بازیافـت اسـت. در سیستم مورد نظر، 42 درصد از انرژی ورودی به میکروتـوربین بـرای استفاده در ژنراتور چیلر جذبی بازیافت میشود:

3)
در رابطۀ   (3)،    انرژی ورودی به ژنراتور چیلر جذبی است.

چیلر جذبی

چیلر جذبی، یک سیستم خنک کننده اسـت کـه منبـع انـرژی آن حـرارت است. سیال عامل در سیستمهای جذبی از دو نوع ماده، مادة جاذب و ماده مبرد تشکیل شده است. لیتـیم برومایدــ آب و آبــ آمونیـاك، دو سـیال عاملی هستند که در حال حاضر در سیستمهای جذبی بیشتر مورد اسـتفاده قرار میگیرند. در این پژوهش، سیستم لیتیم برومایدـ آب برای بررسـی در نظر گرفته شده است. سیستمهای جـذبی لیتـیم برومایدــ آب نسـبت بـه سیستمهای آبـ آمونیاك ساده ترند و به نگهداری کمتری نیاز دارند. شکل (1) ،پیکره بندی یک چیلر جذبی را نشان میدهد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس - بخش فروش