تحلیل ترمودینامیکی تاثیر راندمان مبادله‌کن گرمایی مبرد بر عملکرد سیستم تبرید جذبی آب-آمونیاک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

چکیده

در مقاله حاضر، یک سیستم تبرید جذبی آب-آمونیاک با استفاده از قوانین بقای جرم و انرژی با نرم‌افزار EES مدل‌سازی گردیده است، با برقراری ارتباط بین نرم‌افزارهای MATLABو EES تاثیر راندمان مبادله‌کن گرمایی مبرد بر پارامترهای عملکردی سیستم بصورت ترمودینامیکی مطالعه می‌گردد و عملکرد سیستم تحت حالات مختلف تحلیل می‌گردد؛ در حالت اول مشابه با آثار منتشر شده در ادبیات تحقیق تحت یک مقدار بهینه ارزیابی شده برای فشار پایین و دمای مولد متناسب با محدوده بررسی راندمان مبادله‌کن و در حالت دوم به علت ارتباط تنگاتنگ پارامترها در این سیستم، بهعنوان نوآوری کار حاضر تحت پارامترهای بهینه متناظر با تغییرات راندمان مبادله‌کن. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش راندمان مبادله‌کن از 0 تا 1، فشار پایین بهینه، دمای بهینه مولد و ضریب عملکرد سیستم در محدوده‌های 8770/2-6217/0 بار، 6/114-6/152 درجه سلسیوس و 5923/0-2909/0 به‌ترتیب افزایش، کاهش و افزایش می‌یابد که نشان‌دهنده تاثیر قابل توجه این پارامتر بر پارامترهای عملکردی سیستم می‌باشد. همچنین، نشان داده شد که در کار حاضر مبادله‌کن گرمایی محلول از تجهیزات ضروری سیستم بوده و انتخاب آن با کارایی‌های بالای 95/73٪ بایستی توجیه اقتصادی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Ziegler F., Recent developments and future prospects of sorption heat pump systems. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 38, No. 3, pp. 191-08, 1999.
[2]     Saravanan R., Maiya MP., Thermodynamic comparison of water based working fluid combinations for a vapor absorption refrigeration system. Applied Thermal Engineering, Vol. 18, No. 7, pp. 553-568, 1998.
[3]     Casals X. G., Solar absorption cooling in Spain: Perspectives and outcomes from the simulation of recent installations. Renewable Energy, Vol. 31, No. 9, pp. 1371–1389, 2006
[4]     Hassan H.Z., Mohamad A.A., A review on solar cold production through absorption technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, No. 7, pp. 5331–5348, 2012.
[5]     Fan Y., Luo L., Souyri B., Review of solar sorption refrigeration technologies: Development and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 11, No. 8, pp. 1758–1775, 2007.
[6]     Florides G.A., Tassou S.A., Kalogirou S.A., Wrobel L.C., Review of solar and low energy cooling technologies for buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 6, No. 6, pp. 557–572, 2002.
[7]     Vargas J.V.C., Ordonez J.C., Dilay E., Parise J.A.R., Modeling, simulation and optimization of a solar collector driven water heating and absorption cooling plant. Solar Energy, Vol. 83, No. 8, pp. 1232–1244, 2009.
[8]     Chua H.T., Toh H.K., Ng K.C., Thermodynamic modeling of an ammonia–water absorption chiller. International Journal of Refrigeration, Vol. 25, No. 7, pp. 896–906, 2002.
[9]     Lavanya R.S., Murthy B.S.R., Design of solar water cooler using aqua-ammonia absorption refrigeration system, International Journal of Advanced Engineering Research and Studies, Vol. 2, No. 2, pp. 20–24, 2013.
[10]  Caciula B., Popa V., Costiuc L., Theoretical study on solar powered absorption cooling system. Termotehnica, Vol. 4, No. 1, pp. 130-4, 2013.
[11]  Kim B., Park J., Dynamic simulation of a single-effect ammonia-water absorption chiller, International Journal of Refrigeration, Vol. 30, No. 3, pp. 535-545, 2007.
[12]  Le Lostec B., Galanis N., Millette J., Simulation of an ammonia-water absorption chiller, Renewable Energy, Vol. 60, pp. 269-283, 2013.
[13]  Le Lostec B., Millette J., Galanis N., Finite time thermodynamics study and exergetic analysis of ammonia-water absorption systems, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 49, No. 7, pp. 1264-1276, 2010.
[14]  Ouadha A., El-Gotni Y., Integration of an ammonia-water absorption refrigeration system with a marine Diesel engine, a thermodynamic study, Procedia Computer Science, Vol. 19, pp. 754 – 761, 2013.
[15]  Táboas F., Bourouis M., Vallès M., Analysis of ammonia/water and ammonia/salt mixture absorption cycles for refrigeration purposes in fishing ships, Applied Thermal Engineering, Vol. 66, No. 1-2, pp. 603-611, 2014.
[16]  Abdulateef J.M., Sopian K., Yahya M., Zaharim A., Alghoul M.A., Optimization of the thermodynamic model of a solar driven Aqua-ammonia absorption refrigeration system, In Second WSEAS/IASME international conference on renewable energy sources Corfu, Greece; pp. 112-117, 2008.
[17]  Sozen A., Effect of heat exchangers on performance of absorption refrigeration systems. Energy Conversion and Management, Vol. 42, No. 14, pp. 1699-716, 2001.
[18]  Goyal A., Staedter M.A., Hoysall D.C., Ponkala M.J., Garimella S., Experimental evaluation of a small-capacity, waste-heat driven ammonia-water absorption chiller, International Journal of Refrigeration, Vol. 79, pp. 89–100,2017.
[19]  Triché D., Bonnot S., Perier-Muzet M., Boudéhenn F., Demasles H., Caney N., Modeling and experimental study of an ammonia-water falling film absorber, Energy Procedia, Vol. 91, pp. 857 – 867, 2016.
[20]  Chen X., Wang R.Z., Du S., Heat integration of ammonia-water absorption refrigeration system through heat-exchanger network analysis, Energy, Vol. 141, pp. 1585-1599, 2017.
[21]  Klein, S. A. (2014). Engineering Equation Solver. V9.478, F-Chart Software.
[22]  https://www.mathworks, MATLAB R2014a.
[23]  Romero R.J., Rivera W., Gracia J., Best R., Theoretical comparison of performance of an absorption heat pump system for cooling and heating operating with an aqueous ternary hydroxide and water/ lithium bromide. Applied Thermal Engineering, Vol. 21, No. 11, pp. 1137–47, 2001.
[24]  Aman J., Ting D.S.K, Henshaw P., Residential solar air conditioning: Energy and exergy analyses of an ammonia-water absorption cooling system, Applied Thermal Engineering, 62, 424-432, 2014.
[25]  Chen X., Wang R.Z., Du S., An improved cycle for large temperature lifts application in water-ammonia absorption system, Energy, Vol. 118, pp. 1361-1369, 2017.