تحلیل عملکردی و بهینه سازی یک آب شیرین کن خورشیدی چند مرحله ای (MED-TVC) با استفاده از الگوریتم های توسعه داده شده (ICA) و ازدحام پرندگان (PSO) از دیدگاه انرژی، اگزرژی و ترمواکونومیک

سیستم آب شیرین کن خورشیدی چند مرحله ای یکی از روش های نمک زدایست که جهت مصارف صنعتی و آشامیدنی با عمر طولانی به کار گرفته می شود. این نوع سیستم ها اکثراً در کنار دریاها مورد استفاده قرار می گیرند و توانایی تبدیل آب دریا با TDS تقریبی (PPM) 40000 به آب با TDS کم تر از (PPM) 10که ایده آل برای مصارف صنعتی از قبیل پالایشگاهی و نیروگاهی و همچنین آب شرب می باشند، را دارند. در این روش بیشترین مصرف انرژی را بخار ورودی فرآیند به خود اختصاص می دهد. در این پژوهش یک فرآیند عمومی و متداول MED-TVC مورد مطالعه قرار گرفته و اطلاعات فرآیندی آن (بیش از بیست و پنج نقطه) مدلسازی شده است، که این اطلاعات فرآیندی خود پایه و اساس طراحی این دستگاه می باشد. سپس بعد از به دست آمدن بیش از هفتاد گونه اطلاعات فرآیند، تحلیل جامع اگزرژی و مدلسازی آن برروی این سیستم انجام شده و بیش از سی و پنج گونه اطلاعات در این رابطه به دست آمده است. سپس با شناخت اجزاء ناکارآمد (راندمان اگزرژی پایین) و درک از نحوه اتلاف اگزرژی در فرآیند، تحلیل جامع اگزرژواکونومی به کمک روش TRR انجام پذیرفته است. شایان ذکر است تمامی مراحل مدلسازی در محیط برنامه نویسی نرم افزار MATLAB انجام گرفته است که در آخرین مرحله مدل سازی دو کد برنامه نویسی ارائه می شود، در کد اول اطلاعات اولیه وارد می شود و تمامی مواردی که در بالا ذکر شد (اطلاعات فرآیندی و اگزرژی و اگزرژواکونومی) برای کاربر به نمایش در می آید که کاربرد آن جهت تحلیل حساسیت و تغییر داد ورودی ها و نحوه تاثیر روی خروجی ها می باشد. در کد دوم اطلاعات اولیه وارد می شود و با تعیین متغیرهای تصمیم و تابع هدف (یک یا چند هدفه)، بهینه سازی صورت گرفته و مقادیر متغییرهای تصمیم، اطلاعات فرآیندی، اگزرژی و اگزرژواکونومی مربوط به حالت بهینه، نمایش داده می شود. الگوریتم استفاده شده جهت بهینه سازی در این پایان نامه ترکیبی از PSO و ICA می باشد. تعداد متغیرهای تصمیم هفت عدد می باشند که جزء اصلی ترین متغیرها در تعیین بازدهی این گونه از سیستم ها به شمار می آیند. اهداف بهینه سازی در سه سطح متفاوت تعریف شده اند که عبارتند از: بهینه سازی ترمودینامیکی و ( GOR و بازده اگزرژی)، بهینه سازی اگزرژواکونومی (قیمت محصول تولیدی) و بهینه سازی دو هدفه هم زمان ترمودینامیکی و اگزرژواکونومی. در بهینه سازی دو هدفه، جبهه جواب های بهینه پرتو تهیه و نحوه انتخاب بهترین جواب به تفصیل آورده شده است. جواب انتخاب شده از بهینه سازی دو هدفه نیاز ما را از هر دو لحاظ ترمودینامیکی و اگزرژواکونومیکی ارضا می کند، در پایان به تحلیل حساسیت پارامترهایی که نمی توان در آن تاثیرگذار بود، پرداخته شده است.

Keywords:

و 1- MED-TVC و 2- اطلاعات فرآیند , 3- تحلیل جامع اگزرژی , 4- تحلیل جامع اگزرژواکونومی , 5- روش TRR