مدلسازی و بهینه سازی فنی اقتصادی سیستم‌های هیبریدی تولید سرمایش، گرما، توان و آب شیرین

نوع مقاله : پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ولی عصر رفسنجان، کرمان، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ولی عصر رفسنجان، کرمان، ایران

چکیده

در این پژوهش به‌مدلسازی یک سیستم آب شیرین کن MEE-TVC و یک سیستم تولید همزمان سرمایش، گرما و توان CCHP پرداخته می‌شود. در سیستم تولید همزمان، آب شیرین کن به‌سیستم CCHP کوپل شده و انرژی مورد نیاز خود را از محرک اصلی و یک دیگ پشتیبان تامین می‌نماید. این سیستم نیازهای سرمایش، گرما، برق و آب شیرین یک هتل را فراهم می‌کند. در سیستم سنتی تامین نیازهای هتل به‌صورت جداگانه، توسط هر یک از تجهیزات سیستم تولید همزمان، انجام می‌گردد.کوپل این دو سیستم با یکدیگر منجر به‌کاهش آلاینده‌های زیست محیطی و هزینه سالیانه نسبت به‌سیستم سنتی خواهد شد. نتایج نشان می‌دهد که هزینه سالیانه و جریمه انتشار آلاینده برای سیستم تولید همزمان 34/39% و %65/40 به‌ترتیب، نسبت به‌سیستم سنتی کاهش یافته است. هم چنین افزایش مصرف انرژی تجهیزات با عملکرد و بازده آن‌ها در بار جزئی بهینه نسبت به‌حداکثر عملکرد و بازده در یک بار جزئی خاص، محاسبه شده که حداکثر آن‌ها در ماه هشتم برای چیلرهای جذبی و الکتریکی 91%  و 94% و در ماه دوازدهم برای دیگ پشتیبان و موتور دیزل 45% و 6% به‌ترتیب، حاصل شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Sadeghi M., Yar, M., Mahmoudi S. M. S., & Jafari M. Thermodynamic analysis and optimization of a novel combined power and ejector refrigeration cycle–Desalination system. Applied energy, Vol. 208, pp. 239-251, 2017.
[2]     Karagiannis I.C. and Soldatos P.G., Water desalination cost literature: review and assessment. Desalination, Vol. 223, No.1-3, pp.448-456, 2008.
[3]     Ghafooryan M., Tavakoli Dastjerd F., shakib E., Technoeconomic Evaluation of a CCHP system Integrated with Reverse Osmosis Plant for Domestic uses for a Residential building in Bandar Abbas, 4th Annual Clean Energy Conference, Kerman, IRAN, 2014.
[4]     Haghifam M. R., Manbachi M., Reliability and availability modelling of combined heat and power (CHP) systems, Electrical Power and Energy Systems, Vol. 33, No.3, pp. 385–393, 2011.
[5]     Sanaye S., Meybodi Aghaei M., Shokrollahi S., Selecting the prime movers and nominal powers in combined heat and power systems, Applied Thermal Engineering, Elsevier, Vol. 28, No.10, pp.1177-1188, 2008.
[6]     Hajabdollahi H., Ganjehkaviri A. and Jaafar M.N.M., Assessment of new operational strategy in optimization of CCHP plant for different climates using evolutionary algorithms. Applied Thermal Engineering, Vol. 75, pp.468-480, 2015.
[7]     Al-Mutaz I.S. and Wazeer I., Development of a steady-state mathematical model for MEE-TVC desalination plants. Desalination, Vol. 351, pp.9-18, 2014.
[8]     عبدالعلی پورعدل م. رستمی م. خلیل آریا ش. یاری م. تحلیل انرژی و اگزرژی یک سیستم بر مبنای انرژی زمین‌گرمایی برای تولید همزمان توان، آب شیرین، گرمایش و هیدروژن. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 53، ش. 3، ص 135-144، 1400.
[9]     Shakib S.E., Amidpour M. and Aghanajafi C., Simulation and optimization of multi effect desalination coupled to a gas turbine plant with HRSG consideration. Desalination, Vol. 285, pp. 366-376, 2012.
[10] Esrafilian M. and Ahmadi R., Energy, environmental and economic assessment of a polygeneration system of local desalination and CCHP. Desalination, Vol. 454, pp .20-37, 2019.
[11]  علوی س.م.ا. نوری ف. شکیب س.ا. غفوریان م.م. تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژتیکی ترکیبهای مختلف چرخه توربین گازی و آب شیرین کن تبخیری چند مرحله ای. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 48، ش. 4، ص 29-37، 1397.
[12]  صدری س. عامری م. حقیقی خوشخو ر. بهینه سازی عملکرد واحد آب شیرین کن جزیره قشم با استفاده از گرمای اتلافی به کمک بویلر بازیاب. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 46، ش. 3، ص 139-145، 1395.
[13] El-Dessouky H.T. and Ettouney H.M., Fundamentals of salt water desalination. Elsevier, 2002.
[14] El‐Dessouky H., Alatiqi I., Bingulac S. and Ettouney H., Steady‐state analysis of the multiple effect evaporation desalination process. Chemical Engineering & Technology: Industrial Chemistry‐Plant Equipment‐Process Engineering‐Biotechnology, Vol. 21, No.5, pp. 437-451, 1998.
[15] Miyatake O., Murakami K., Kawata Y. and Fujii T., Fundamental experiments with flash evaporation. Heat Transfer-Jpn. Res, Res. 2, No.4, pp. 89-100, 1973.
[16] Hajabdollahi Z., Hajabdollahi F., Tehrani M. and Hajabdollahi H., Thermo-economic environmental optimization of Organic Rankine Cycle for diesel waste heat recovery. Energy, Vol. 63, pp. 142-151, 2013.
[17] Hajabdollahi H. and Hajabdollahi Z., Economic feasibility of trigeneration plants for various prime movers and triple load demands. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, Vol. 231, No.3, pp. 371-382, 2017.
[18]  نیازمند ح. و غفوریان م.م.، برآورد کاهش انتشار آلاینده‌ها در
عملکرد یک سیستم هیبرید و آب شیرین کن اسمز معکوس نسبت
 به‌سیستم‌های‌ مجاز سنتی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز،
د. 47، ش. 3، ص 196-187، 1396.
[19] Sanaye S. and Hajabdollahi H., Comparison of different scenarios in optimal design of a CCHP plant. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, Vol. 230, No.4, pp. 247-262, 2016.
[20] Sanaye S. and Hajabdollahi, H., 4 E analysis and multi-objective optimization of CCHP using MOPSOA. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, Vol. 228, No.1, pp.43-60, 2014.
[21] Ashour M.M., Steady state analysis of the Tripoli West LT-HT-MED plant. Desalination, Vol. 152, No.1-3, pp. 191-194, 2003.