IR
۴۶۸۰پ
فارسی
IR
مدل‌سازی ترمودینامیکی چرخه تولید همزمان رانکین آلی با محرک انرژی خورشیدی در مناطق مسکونی
[پایان‌نامه]
Thermodynamic modeling of cogeneration organic Rankine cycle with solar energy driving in residential areas
/مهرداد سرحدی
: مهندسی مکانیک
، ۱۴۰۱
۱۰۳ص.
:
زبان: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک- سیستم‌های انرژی
۱۴۰۱/۰۶/۰۱
صنعتی سهند
امروزه، ذخیره‌سازی انرژی یکی از مسائل مهم جهان است .افزایش فاصله میان تولید و مصرف انرژی تهدیدی جدی برای تامین انرژی مورد نیاز جامعه بشری است .سیستم‌های تولید همزمان توان و حرارت همراه با ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند فاصله میان عرضه و تقاضای انرژی را کاهش دهد .یکی از فناوری‌های بسیار مناسب برای تبدیل انرژی حرارتی با کیفیت پایین به الکتریسیته چرخه‌های رانکین آلی هستند .در تامین انرژی لازم برای این چرخه‌ها می‌توان از منابع مختلف از جمله انرژی خورشیدی استفاده کرد .در این پژوهش، به بررسی روش ذخیره‌سازی حرارت محسوس انرژی حرارتی خورشیدی پرداخته خواهد شد .از اینرو در کار حاضر، برنامه ریزی جهت شناسایی ترکیب بهینه‌ی چرخه تولید همزمان رانکین آلی با محرک انرژی خورشیدی و بهره‌گیری از سیستم ذخیره‌سازی انرژی انجام خواهد شد .در این راستا، با توجه به نیازهای توان و حرارت یک ساختمان مسکونی، برای ساختار چرخه پیشنهادی تولید همزمان همراه با محرک انرژی خورشیدی و ذخیره‌سازهای انرژی، مدل دینامیکی آن در محیط نرم‌افزارهای ای‌ای‌اس و ترنسیس توسعه یافته و نتایج حاصل برای بخش‌های مختلف چرخه با نتایج موجود در ادبیات فن صحه گذاری می‌گردد .در ادامه، عملکرد چرخه موردنظر با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی شهر تبریز ایران از دیدگاه انرژی و اگزرژی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد .نتایج نشان می‌دهد که در حالت پایه تعریف شده برای سیستم و در فصل تابستان حداکثر توان الکتریکی خروجی به طور تقریبی برابر با ۴۰۰۰ وات و حداکثر بار گرمایشی تحویلی توسط مخازن ذخیره حرارتی یک و دو به ترتیب برابر با ۱۵۵۰۰ و ۷۹۵۰ وات در تابستان ۲۰۱۸ می‌باشد .همچنین، بیشترین بازگشت‌ناپذیری در اجزا چرخه خورشیدی روی می‌دهد که سهم کلکتور خورشیدی از سایر اجزا بیشتر می‌باشد .در نهایت، مطالعه پارامتری با درنظرگرفتن متغیرهای سیستم نظیر سطح مقطع کلکتور خورشیدی، حجم مخازن ذخیره‌سازی، دبی پمپ، فشار اواپراتور و کندانسور انجام شده است و نتایج حاکی از آن است که با افزایش ۲۰ تا ۲۵ درصدی دبی پمپ‌ها یا فشار کندانسور و یا با کاهش ۴۰ تا ۷۰ درصدی فشار اواپراتور، مقادیر ضریب بهره‌وری انرژی و بازده قانون دوم به عنوان توابع هدف، افزایش می‌یابد و بالعکس .همچنین، در اواسط روز که شدت تابش خورشیدی به حداکثر مقدار خود می‌رسد، مقادیر توابع هدف، با افزایش ۲۰ تا ۲۵ درصدی سطح کلکتور، کاهش یافته و با افزایش ۱۰۰ درصدی حجم مخازن، افزایش می‌یابد .در حالی که در اواخر روز همزمان با کاهش شدت تابش، عکس این نتیجه صحیح می‌باشد.
Nowadays, energy storage is one of the most important issues in the world. Increasing the gap between energy production and consumption is a serious threat to supply the energy needed by human society. Thermal energy storage can reduce the gap between energy supply and demand. Cogeneration of heat and power systems (CHP) are one of the most appropriate options to achieve this goal. One of the most suitable technologies for converting low-quality thermal energy into electricity are organic Rankine cycles. Various sources, including solar energy, can be used to supply the necessary energy for these cycles. In this research, solar thermal energy storage methods will be investigated. Therefore, in the present work, planning will be done to identify the optimal combination of organic Rankine cycle cogeneration with solar energy drive and use of energy storage system. In this regard, according to the power and heat needs of a residential building, for the structure of the proposed cycle of cogeneration technologies with solar energy drives and energy storages, its dynamic model has been developed in the environment of EES and TRANSYS software, and the results for different parts of the cycle with the results Available in the technical literature is validated. In the following, the performance of the considered cycle is evaluated considering the weather conditions of the city of Rome in Italy from the point of view of energy and exergy. The results show that in the basic state defined for the system and in the summer season, the maximum electrical power output is approximately equal to 4000 watts and the maximum heating load delivered by thermal storage tanks one and two is equal to 15500 and 7950 watts, respectively, in the summer of 2018. Also, the most irreversibility occurs in the components of the solar cycle, where the contribution of the solar collector is greater than other components. Finally, a parametric study has been done by considering system variables such as solar collector area, storage tank volume, pump flow rate, evaporator and condenser pressure. The results indicate that by increasing 20 - 25 pump flow rate or condenser pressure or decreasing 40 - 70 evaporator pressure, The values of energy efficiency coefficient and efficiency of the second law increase as objective functions and vice versa. Also, in the middle of day when the intensity of solar radiation reaches its maximum value, the values of the objective functions decrease with the increase of 20 - 25 the collector area and increase with the increase of 100 the volume of the storage tanks. While at the end of day, at the same time as the intensity of solar radiation decreases, the opposite of this result is correct.
ba
Thermodynamic modeling of cogeneration organic Rankine cycle with solar energy driving in residential areas
چرخه تولید همزمان توان و حرارت
چرخه رانکین آلی
مدل‌سازی دینامیکی
اگزرژی
انرژی خورشیدی
Cogeneration cycle heat and power, Organic Rankine cycle, Dynamic modeling, Exergy, Solar energy
چرخه تولید همزمان توان و حرارت، چرخه رانکین آلی، مدل‌سازی دینامیکی، اگزرژی، انرژی خورشیدی
سرحدی، مهرداد
خوشبختی‌سرای، رحیم، استاد راهنما
ایران
20230813
مکانیک ،۸۰۵۲۱ ،۱۴۰۱
ی‌نوکسم ق‌طانم رد ی‌دیشروخ ی‌ژرنا ک‌رحم اب ی‌لآ ن‌یکنار ن‌امزمه دیلوت ه‌خرچ ی‌کیمانیدومرت ی‌زاسل‌دم.pdf
عادی
عادی
5147.pdf
p80521.pdf
0
ایمانی
متن
0
پ۴۶۸۰
فارسی
نمایه‌سازی قبلی
pe
TF
92029
1
a
Y
