مدلسازی ترمودینامیک و امکان سنجی بازیافت انرژی حرارتی از دودکش هیتر ایستگاههای اصلی گاز(CGS) با استفاده از تکنولوژی ترموالکتریک

در ایستگاههای تقلیل فشار گاز (CGS) در مبادی ورودی شهرها، از هیتر برای گرم کردن گاز بمنظور جلوگیری از یخ زدگی آن استفاده می شود. بخش عمده ای از گرمای حاصل از احتراق گاز، از طریق دودکش به محیط منتقل شده که هدر رفت بالای انرژی، یکی از مهمترین معایب این هیترها محسوب می شود. به همین دلیل یکی از بهترین گزینه ها، استفاده از ترموالکتریک ژنراتور برای استفاده از انرژی هدررفته از اگزوز هیترها می باشد. در این مقاله به بررسی، مدلسازی ریاضی و ترمودینامیکی یک سیستم بازیافت حرارتی ترموالکتریکی از دودکش هیترهای ایستگاه تقلیل فشار گاز پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که ولتاژ تولیدی سیستم تابعی از ضریب سیبک ترموالکتریک، تعداد ترموالکتریک، مقاومت هیت سینک، ضریب رسانایی ترموالکتریک و اختلاف دمای دودکش و محیط اطراف می باشد. همچنین، اختلاف دمای بین لوله و محیط اطراف، تاثیر مستقیم بر روی ولتاژ تولیدی سیستم دارد. این در حالی است که مقاومت هیت سینک تاثیر معکوس بر ولتاژ تولیدی خواهد داشت، تاجاییکه در اختلاف دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد، با کاهش ۱۰۰ برابری مقاومت هیت سینک، ولتاژ تولیدی بیش از ۳ برابر افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان می دهند که ضریب سیبک تاثیر مستقیم در مقدار بازیافت حرارت به صورت ولتاژ الکتریکی داشته و افزایش ضریب سیبک منجر به افزایش ولتاژ الکتریکی و کاهش آن باعث کاهش ولتاژ تولیدی خواهد شد. بیشترین ولتاژ تولیدی برابر ۸۴/۱۳ ولت و در اختلاف دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد تخمین شده می شود.

Keywords:

بازیافت حرارتی , , ترموالکتریک ژنراتور , , ضریب سیبک , , مقاومت هیت سینک , , تولید توان الکتریکی.