بررسی و بهبود عملکرد سیستم cchp
Abstract
افزایش تقاضا برای انرژی، افزایش هزینه¬های تولید انرژی و افزایش نگرانی¬های زیست محیطی دلایلی هستند که دولت¬ها را به سوی توسعه و بهبود فناوری¬ها به منظور صرفه¬جویی انرژی و کاهش تولید گازهای گلخانه¬ای سوق می¬دهند. سیستم¬های تولید همزمان سرمایش، گرمایش و قدرت (cchp) و سیکل ارگانیک رانکین (orc) از جمله فناوری¬هایی هستند که باعث کاهش مصرف انرژی اولیه، کاهش هزینه و کاهش تولید گازهای گلخانه¬ای می¬شوند. سیستم¬های cchp از طریق یک محرک ¬اولیه برق را در محل مصرف تولید می¬کنند. تفاوت این سیستم¬ها با نیروگاه¬های سنتی تولید برق در این است که این سیستم¬ها از حرارت اتلافی محرک ¬اولیه به منظور برآورده کردن نیازهای گرمایشی و سرمایشی مصرف¬کننده استفاده می¬کنند. در واقع در این سیستم¬ها برای بهبود عملکرد، انرژی حرارتی تلف شده در قسمت تولید برق را به انرژی گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز کاربران تبدیل می¬کنند. از سیکل ارگانیک رانکین می¬توان برای بازیابی حرارت اتلافی دما پایین استفاده نمود. این سیکل مشابه سیکل رانکین بوده و فقط از سیالات ارگانیک به عنوان سیال کاری در آن استفاده می¬شود. می¬توان از حرارت بازیافتی که از سیستم تولید همزمان به دست می¬آید برای تولید برق در orc استفاده کرد. در این تحقیق با کمک نرم افزار (ees) به تحلیل انرژی سیستم (cchp-orc) پرداخته شده است. نحوه برقراری تعادل برای بر طرف کردن نیاز کاربران بررسی شده است؛ همچنین با تغییر دمای محیط و دمای سیال ورودی و خروجی به اواپراتور، تغییرات راندمان اگزرژی orc بررسی شده است. با توجه به مقدار انرژی حرارتی و الکتریکی مورد نیاز سه حالت برای سیستم (cchp-orc) در نظر گرفته ¬شده است. در حالت اول pgu به همراه کوئل حرارتی و چیلر جذبی نیاز کاربران را برطرف کرده و نیازی به بویلر اضافی نیست. چیلر الکتریکی و orc نیز خاموش می¬باشند. این حالت به ندرت اتفاق می¬افتد. حالت دوم به دو بخش در محدوده قابل تنظیم و خارج از محدوده قابل تنظیم تقسیم شده است. در بخش اول با تغییر بار سرمایشی چیلر الکتریکی سیستم نیاز کاربران را تأمین می¬کند و در بخش دوم با کمک بویلر سیستم به تعادل می¬رسد. در حالت سوم به علّت نیاز به برق از orc استفاده می¬شود. در ادامه راندمان انرژی و اگزرژی سه سیال ارگانیک خشک برای orc بررسی شده و سیال b141r به عنوان سیالی با راندمان اگزرژی بالاتر معرفی شده است. در ضمن سیکل ساده orc در شرایط مختلف دمایی تحت بررسی قرارگرفته و مشخص شد با افزایش دما میزان تخریب اگزرژی سیستم کاهش می¬یابد.