عنوان پایان‌نامه
طراحی و بهینه سازی سیستم هیبریدی تبرید جذبی پیل سوختی پلیمری و استفاده از نانو سیال در سیکل تبریدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - سیستم های انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 82050;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 82050;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 698;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 698
- تاریخ دفاع
- ۲۶ آبان ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد ایمانی
- استاد راهنما
- فتح اله پور فیاض
- چکیده
- در بسیاری از فرآیندهای صنعتی نیاز به تولید هم‌زمان توان الکتریکی و سرمایش در دماهای پائین برای مثال در صنایع غذایی و شیمیایی و پتروشیمیایی، ذخیره سرما و تولید یخ و صنایع داروئی وجود دارد. در این‌گونه موارد هم‌زمان که انرژی الکتریکی تولید می‌شود، از گرمای اتلافی ایجادشده، برای تولید سرمایش در تبرید جذبی استفاده می‌شود. امروزه، افزایش قیمت سوخت و محدودیت‌های زیست‌محیطی به عنوان محرکی شده تا تکنولوژی‌های انرژی به صورت بهتری از منابع انرژی اولیه بهره‌برداری کرده و تولید یکپارچه‌ای از کاربردها را در زمان طراحی یک واحد جدید در نظر بگیرد. اگر دمای پائین تبرید در حدود 0 تا 40- درجه سلسیوس مورد نیاز باشد، تبرید جذبی آمونیاک-آب می‌تواند به موتور احتراق داخلی یا توربوژنراتورها وصل شود. درحالی‌که چیلرهای جذبی لیتیم-بروماید به صورت گسترده رایج هستند، چیلرهای جذبی آمونیاک-آب برای کاربردهای خاص کارایی بالایی دارند. با وجود اینکه چیلرهای جذبی آمونیاک-آب از قدیمی‌ترین تکنولوژی‌های تبرید می‌باشد، اما هم چنان به طور گسترده‌ای در فرآیندهای صنعتی با مقیاس بالا استفاده می‌شود. در این تحقیق یک سیستم هیبریدی شامل پیل سوختی پلیمری دمابالا به منظور تولید توان 5 کیلووات به همراه فراورش سوخت (گاز طبیعی) با تبرید جذبی آمونیاک-آب با میزان سرمایش 3 کیلووات طراحی شده است تا از گرمای گازهای خروجی از برنر به عنوان گرمای اتلافی در تبرید جذبی آمونیاک-آب به منظور تولید سرمایش به کار برده شود. سیستم کلی به صورت پایا در نرم‌افزار Aspen-HYSYS شبیه‌سازی شده و اثر نانو سیال بر عملکرد کلی سیستم بررسی شد. این سیستم پیشنهادی دارای راندمان الکتریکی 36% و راندمان کلی 77.3% می‌باشد که این مقدار در حضور نانوسیال نقره به 81% می‌رسد و در آخر آنالیز حساسیت و اکسرژی از سیستم پیشنهادی انجام شد و راندمان اکسرژی این سیستم 29% بدست آمد.
- Abstract
- In many industrial processes there is a simultaneous need for electric power and refrigeration at low temperatures. Examples are found in the food industry, cold storage and ice production industry, chemical and petrochemical industry. In these case’s a cogeneration plant that produces electric energy and uses rejected heat to power an ammonia–water absorption refrigeration (AAR) plant. Nowadays the increase in fuel prices and the ecological implications are giving an impulse to energy technologies that better exploit the primary energy source and integrated production of utilities should be considered when designing a new production plant. If low temperature refrigeration is needed (from 0 to -40C), ammonia–water absorption refrigeration plants can be coupled to internal combustion engines or turbo-generators. While water–lithium bromide absorption chillers are becoming more and more widespread, AAR plants are usually customized to a particular need. AAR is the oldest refrigeration technology, but until recent times it was applied mainly in large scale process plants. In this work, a 5kW HT-PEMFC with fuel processing is integrated and designed with a 3kw absorption chiller to provide electricity and cooling. The heat of gasses output of the burners as waste heat to produce cooling be used in ARR. The general system simulated in software Aspen HYSYS in a steady state, and Nano fluid effect on overall system performance was evaluated. electrical efficiency and overall efficiency the proposed system are 36% and 77.3% respectively. overall efficiency in the presence of silver nanofluid is 81% and, Finally, sensitivity and exergy analysis of the proposed system was performed, Exergy efficiency of this system 29% was obtained.
