آنالیز اگزرژی دو طرح سیستم تولید همزمان برق و حرارت در مقیاس کوچک

در این مطالعه از یک موتور احتراق داخلی گازسوز با ظرفیت 30 کیلووات به عنوان محرک اولیه استفاده شده است و با توجه به شرایط عملکردی این موتور، دو نوع سناریو برای مصرف حرارت تولیدی مورد بررسی قرار گرفته است. در هر سناریو با توجه به مشخصات ورودی و خروجی موتور احتراق داخلی، دو نوع مبدل حرارتی صفحه ای و لوله-پوسته طراحی شده است. سناریو اول از یک مبدل صفحه ای به منظور پیش گرم کردن آب مصرفی استفاده شده و سپس آب پیش گرم شده وارد مبدل پوسته- لوله می شود تا گرمایش مورد نیاز ساختمان نمونه را فراهم کند. در سناریو دوم مقداری از آب گرم توسط مبدل صفحه ای و مابقی آن توسط مبدل پوسته- لوله گرم می شود. مقایسه دو سناریو بر اساس راندمان انرژی و اگزرژی انجام شده است. نتایج نشان دادند که با توجه به مقادیر بدست آمده از آنالیز انرژی، راندمان کلی دو سیستم بالا بوده و تفاوت چندانی با هم ندارند، ولی در مقایسه با سیستم های مجزا مقدار بسیار بالاتری دارد. با توجه به آنکه برای مقایسه دو سناریو تنها مقایسه راندمان انرژی کفایت نمی کند، آنالیز اگزرژی دو سیستم نیز انجام شده است. مقدار راندمان اگزرژی موتور احتراق داخلی با توجه به نرخ تخریب بالای آن، زیاد می باشد که علت آن، بازیابی حرارت از گرمای گازهای داغ خروجی و آب خنک کننده موتور است. در سناریو اول بیشترین راندمان اگزرژی مربوط به مبدل صفحه ای و در سناریو دوم مربوط به مبدل پوسته و لوله است. همچنین مقدار نرخ تخریب اگزرژیبرای سناریو شماره 1 کمتر بوده است.

Keywords:

تولید همزمان , برق و گرما , تحلیل انرژی , تحلیل اگزرژی , کاهش مصرف انرژی