آنالیز انرژی و اگزرژی و اگزرژی سیکل جذبی تک اثره لیتیم بروماید همراه با انرژی خورشیدی

آنالیز انرژی و اگزرژی و اگزرژی سیکل جذبی تک اثره لیتیم بروماید همراه با انرژی خورشیدی

چکیده:

با توجه به افزایش روز افزون مصرف و هزینه انرژی های تجدید ناپذیر مانند گاز طبیعی و الکتریسیته استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی گرمایی خورشید موجب کاهش مصرف انرژی های تجدید ناپذیر می شود. در این تحقیق ابتدا یک چیلر جذبی تک اثره لیتیم بروماید با محرک انرژی خورشید با کلکتور صفحه تخت مدلسازی شده و تأثیر مشخصه های مختلف بر روی راندمان مورد بررسی قرار گرفته است.

کلید واژه:

کلکتور صفحۀ تخت، سیکل جذبی تک اثره لیتیم بروماید، شبیه سازی ترمودینامیکی، تحلیل پارامتری، بهینه سازی انرژی خورشیدی.

فهرست مطالب:

فصل اول:مقدمات

1^_1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 5

1^_2 اگزرژی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 6

1^_3 آنالیز اگزرژی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 6

1^_4 مقدمه ای بر اگزرژی و اگزرژی اقتصادی ………………………………………………………………………………………….. 7

فصل دوم:سیکل

2^_1 سیکل جذبی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 9

2^_2 عملكرد چیلر جذبی …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

2^_3 انواع طبقه بندی چیلر های جذبی ……………………………………………………………………………………………………. 11

2^_4 سیکل جذبی تک اثره …………………………………………………………………………………………………………………………………. 11

2^_5 تقسیم بندی چیلرها ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 12

2^_6 شعله مستقیم بخارآب داغ ……………………………………………………………………………………………………………………. 13

2^_7 چیلر جذبی دو اثره ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 14

2^_8 نسل جدید چیلرهای جذبی دو اثره …………………………………………………………………………………………………………. 15

2^_9 سیکل جذبی لیتیم بروماید ………………………………………………………………………………………………………………………… 15

2^_10سیکل جذبی آب و آمونیاک …………………………………………………………………………………………………………………….. 16

2^_11قایسه عملکرد سیکل تک اثره و دو اثره …………………………………………………………………………………………………. 16

2^_12 کلکتور های خورشیدی …………………………………………………………………………………………………………………………… 17

2^_13 كلكتور‌های تخت …………………………………………………………………………………………………………………………………… 18

2^_14 كلكتورهای تحت خلأ ………………………………………………………………………………………………………………………… 19

2^_15 انرژی خورشیدی ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 21

2^_16 خورشید چیست؟ …………………………………………………………………………………………………………………………………. 21

2^_17 منبع انرژی خورشیدی ……………………………………………………………………………………………………………………….. 22

2^_18 کاربرد انرژی خورشیدی …………………………………………………………………………………………………………………………… 22

2^_19 لزوم استفاده از انرژى خورشیدى …………………………………………………………………………………………………… 23

2^_20 انواع نیروگاههای خورشیدی ……………………………………………………………………………………………………………. 24

2^_21 انرژى خورشیدى (نیازها و محدودیتها) ………………………………………………………………………………………. 25

فصل سوم:اجزا سیکل

3^_1 كندانسور …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28

3^_2 اواپراتور ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 29

3^_3 جذب كننده ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 29

3^_4 مبدل گرمایی …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 30

3^_5 كنترل‌های چیلر ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30

3^_6 مولّد …………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………………… 31

3^_7 سیستم تخلیه ناخالصی …………………………………………………………………………………………………………………………. 31

فصل چهارم:تحلیل انرژی و اگزرژی سیکل

4^_1 اواپراتور ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 33

4^_2 کندانسور …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 33

4^_3 پمپ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 33

4^_4 ژنراتور ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

4^_5 جاذب …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 34

4^_6 منبع حرارتی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 34

4^_7 نرم افزار “EES” ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 34

4^_8 مدل سازی سیکل …………………………………………………………………………………………………………………………………… 35

4^_9 نتایج به دست آمده ………………………………………………………………………………………………………………………………… 39

4^_10 تحلیل نموداری مسئله ……………………………………………………………………………………………………………………….. 40

4^_11 نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 45

منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 46

فهرست شکل ها:

شکل 1^_1 چرخه خورشیدی ………………………………………………………………………………………………………………………………… 7

شکل 2^_1 سیکل جذبی ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

شکل 2^_2 سیکل جذبی تک اثره ………………………………………………………………………………………………………………………. 13

شکل 2^_3 نمودار P-T چیلر جذبی تک اثره …………………………………………………………………………………………………. 14

شکل 2^_4 چیلر جذبی تک و دو اثره …………………………………………………………………………………………………………. 17

شکل 2^_5 کلکتور خورشیدی تخت ……………………………………………………………………………………………………………. 18

شکل 2^_6 كلكتورهای تحت خلأ…………………………………………………………………………………………………………………. 20

شکل 2^_7 کلکتور خورشیدی …………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

شکل 2^_8 کلکتور خورشیدی تخت ………………………………………………………………………………………………………………….. 21

شکل 2^_9 صفحه خورشیدی …………………………………………………………………………………………………………………………. 26

شکل 2^_10 سیستم جذبی خورشیدی ……………………………………………………………………………………………………………. 27

شکل 3^_1 کندانسور ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28

شکل 3^_2 اواپراتور …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 29

شکل 3^_3 مبدل گرمایی …………………………………………………………………………………………………………………………………. 30

شکل 3^_4 شیر انبساط …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 31

شکل 4^_4 سیکل جذبی تک اثره همراه با کلکتور خورشیدی …………………………………………………………. 32

شکل 4^_1 نمودار ضریب عملکرد-راندمان اگزرژی بر حسب دما در نقطه 2 ……………………………… 40

شکل 4^_2 نمودار فشار-اتلافات اگزرژی کل بر حسب دما در نقطه 2 ………………………………………….. 41

شکل 4^_3 نمودار تغییرات ضریب عملکرد-راندمان اگزرژی بر حسب دما در نقطه 3 …………… 41

شکل 4^_4 نمودار تغییرات اتلافات اگزرژی-فشار بر حسب دما در نقطه 3 ………………………………. 42

شکل 4^_5 نمودار تغییرات راندمان-اتلافات اگزرژی بر حسب گرمای اواپراتور …………………………. 42

شکل 4^_6 نمودار تغییرات راندمان- اتلافات اگزرژی بر حسب دما در نقطه 5 …………………………. 43

شکل 4^_7 نمودار تغییرات راندمان- اتلافات اگزرژی بر حسب غلظت در نقطه 8 …………………… 43

شکل 4^_8 نمودار تغییرات ضریب عملکرد- راندمان اگزرژی بر حسب دمای محیط ……………… 44

شکل 4^_9 نمودار تغییرات دمای صفحه خورشیدی- اتلافات اگزرژی بر حسب دمای محیط……. 44

شکل 4^_10 نمودار اتلافات اجزا سیکل ……………………………………………………………………………………………………. 45

فهرست جداول

جدول4^_1 داده های عددی …………………………………………………………………………………………………………………………… 39

جدول 4^_2 داده های عددی …………………………………………………………………………………………………
………………………. 39

فصل اول

مقدمات

1^_1 مقدمه

دسترسی به انرژی از بنیادی ترین مولفه های توسعه در پیشرفت جوامع به شمار می رود؛ بنابراین منبع انرژی کافی و قابل اطمینان، نیاز هر جامعه توسعه یافته و در حال توسعه است. از طرف دیگر مصرف روزافزون سوخت های فسیلی باعث انتشار گازهای گلخانه ای، گرم شدن زمین و صدمه به محیط زیست شده است. کمبود سوخت های فسیلی و بالا رفتن تدریجی قیمت آن از یک سو و آلودگی های زیست محیطی از سوی دیگر باعث شده است استفاده از منابع انرژی با دمای متوسط یا پایین، از اهمیت ویژه ای

برخوردار شود.

لیو و همکاران چندین سیال کاری را در دماهای مختلف تبخیرکننده مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که بازده تبخیرکننده در حالتی که سیالاتی با آنتالپی تبخیر پایین تر استفاده شوند، بیشینه خواهد بود[1].

ماگو و همکاران در دو پیکربندی مختلف از سیکل، قانون اول و دوم ترمودینامیک را مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که وجود احیا کننده به کم شدن برگشت ناپذیری ها و افزایش بازده قانون اول و دوم کمک شایانی می کند. همچنین نتایج نشان داد در استفاده از سیال کاری خشک، نیازی به سوپرهیت کردن سیال در ابتدای توربین نیست؛ زیرا از طرفی بازده قانون اول تقریبا ثابت می ماند و از طرف دیگر مقدار بازگشت ناپذیری ها افزایش پیدا کرده و بازده قانون دوم کاهش پیدا می کند[2].