عنوان

آنالیز اگزرژی-اقتصادی و بهینه‌سازی چرخه ترمودینامیکی یخچال-فریزرهای خانگی

IR

۴۳۵۲پ

فارسی

IR

آنالیز اگزرژی-اقتصادی و بهینه‌سازی چرخه ترمودینامیکی یخچال-فریزرهای خانگی

[پایان‌نامه]

Exergoeconomic analysis and optimization of domestic refrigerator-freezer cycle

/زهرا منیری

: مهندسی مکانیک

، ۱۴۰۰

۱۰۶ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک- سیستم‌های انرژی

۱۴۰۰/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

یخچال فریزرهای خانگی یکی از مهمترین وسایل مصرف انرژی در محیط خانه هستند .افزایش مصرف انرژی منجر به کاهش منبع اصلی تولید انرژی یعنی سوختهای فسیلی، گرمشدن کرهی زمین در اثر تولید گازهای گلخانهای بهعنوان محصوالت ناشی از سوختن انرژیهای فسیلی و آلودگی هوا میگردد .به همین علت کاهش میزان مصرف انرژی در یخچالفریزرهای خانگی بسیار حائز اهمیت میباشد .از این رو، راهکارهایی جهت صرفهجویی انرژی در یخچال فریزر ازقبیل :اصالح چرخه ترمودینامیکی، نوع مبرد، تغییر ضخامت عایقها،کمتر بازکردن دربها و غیره، میتواند مورداستفاده قرار گیرد .طبق مطالعات انجامشده، اصالح چرخه ترمودینامیکی شامل اصالح اجزای یخچال فریزر مانند استفاده از کمپرسور اینورتر، کندانسور خنککننده آبی از نوع صفحهای، افزایش طول لولهی مویین و افزایش انتقالحرارت اواپراتور و ...میشود .از آنجایی که چرخه لورنز نسبت به چرخه معمولی مصرف انرژی را به میزان زیادی کاهش میدهد، میتوان این چرخه را از منظر اگزرژی-اقتصادی موردارزیابی قرار داد .در چرخه لورنز، یک مبدل حرارتی دماپایین بین دو اواپراتور بخشهای یخچال و فریزر قرار گرفته است که دمای مبرد ورودی به اواپراتور دماباال را افزایش میدهد که این باعث کاهش مقدار آنتروپی تولیدشده به دلیل مطابقت بهتر اختالف دمای گرادیانی با شکل تغییرات دمای هوا میشود .همچنین، در چرخه لورنز میتوان از مخلوط گازها به عنوان مبرد برای حداقل کردن مصرف انرژی و همچنین بخاطر دوستدار محیطزیست بودن این سیالهای عامل، استفاده کرد .از اینرو، در کار حاضر مدل ترمودینامیکی و ترمواقتصادی فرایندهای این چرخه در محیط نرمافزار MATLAB توسعه یافته و در ادامه صحهگذاری مدل با استفاده از دادههای در دسترس انجام میشود .سپس، عملکرد سیستم از منظر انرژی، اگزرژی و اگزرژی-اقتصادی مورد بررسی قرار میگیرد .در این راستا، عوامل تاثیرگذار بر روی عملکرد سیستم بررسی شده و متغیرهای مهم تصمیمگیری با استفاده از آنالیز حساسیت شناسایی شد .در نهایت، حالت بهینه سیستم با استفاده از توابع هدف بازده اگزرژی و هزینه تولید سیستم، تعیین و با عملکرد حالت پایه موردمقایسه قرار گرفت .طبق نتایج بدستآمده، بیشترین مقدار نابودی اگزرژی در کمپرسور و کندانسور و بیشترین نرخ هزینه متعلق به کمپرسور میباشد .طبق نتایج بهینهسازی نیز، بازده قانون دوم به میزان ۷/۱۸ درصد و مقدار ضریب عملکرد سیستم به میزان ۱/۶۸درصد در حالت بهینه نسبت به حالت پایه افزایش یافت .

Household refrigerator-freezers are one of the most important energy consuming devices in the home environment. Increasing energy consumption leads to the global warming, and air pollution. Hence, reducing energy consumption in household refrigerator-freezers is so important. Therefore, solutions to save energy in the refrigerator-freezer such as: thermodynamic cycle modification, type of refrigerant, change the thickness of insulation, less opening the doors, etc., can be used. According to studies, thermodynamic cycle modification includes modification of refrigeratorfreezer components such as inverter compressor, plate-type water cooling condenser, increasing capillary tube length, and increasing evaporator heat transfer rate, etc. Since energy consumption is reduced significantly in the Lorenz-meutzner cycle compared to the common refrigeration cycle, this cycle can be evaluated from an exergy-economic perspective. In the LM cycle, a lowtemperature heat exchanger is located between the two evaporators of the refrigerator and freezer compartments, which increases the temperature of the refrigerant entering the high-temperature evaporator, which reduces the entropy produced due to a better match of the gradient temperature difference with the profile of air temperature changes. Also, in the LM cycle, gas mixtures can be used as refrigerants to minimize energy consumption as well as to make these operating fluids environmentally friendly. Therefore, in the present work, the thermodynamic and thermoeconomic models of cycle were developed in the MATLAB software environment and then the model validation is performed using the available data. Then, the performance of the system was examined from the energy, exergy and exergo-economic viewpoints. In this regard, the factors affecting the system performance were investigated and important decision variables were identified using sensitivity analysis. Finally, the optimal state of the system was determined using the objective functions of exergy efficiency and production cost of the system and then the optimal results were compared with the base design evaluation parameters. According to the results, the highest amount of exergy destruction occurs in the compressor and condenser and the highest cost rate belongs to the compressor. According to the optimization results, the efficiency of the second law is increased by 18.7 and the value of the system performance coefficient is increased by 1.68 in the optimal state compared to the basic state

ba

Exergoeconomic analysis and optimization of domestic refrigerator-freezer cycle

یخچال فریزر خانگی

چرخه لورنز

آنالیز اگزرژی- اقتصادی

کاهش مصرف انرژی

Household Refrigerator-freezer, Lorenz-meutzner Cycle, Exergo-Economic Analysis, and Energy consumption Reduction

یخچال فریزر خانگی، چرخه لورنز، آنالیز اگزرژی- اقتصادی، کاهش مصرف انرژی

منیری، زهرا

خوشبختی سرای، رحیم، استاد راهنما

ایران

20230812

مکانیک ،۸۰۴۸۸ ،۱۴۰۰

ی‌ژرزگا زیلانآ-ل‌اچخی‍ ی‌کیمانیدومرت‍ ه‌خرچ‍ ی‌زاسه‌نیهب‍ و ی‌داصتقا-ی‌گناخ‍ ی‌اهرزیرف‍.pdf

عادی

عادی

6104.pdf

p80488.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۳۵۲

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y