بهینه‌سازی چندهدفه چرخه رانکین آلی تولید همزمان توان، آبشیرین و حرارت: تعیین سیال سه‌جزیی مناسب

Abstract

بهبود عملکرد چرخه رانکین آلی برای تولید همزمان توان، آب شیرین و حرارت با استفاده از انرژی خورشیدی خصوصا برای پاسخگویی به نیاز در مناطق دور از مرکز از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از عوامل موثر در عملکرد این چرخه، رفتار ترمودینامیکی سیال آلی آن که به سه دسته تر، خشک و آیزنتروپیک تقسیم شده‌اند می‌باشد. تعیین گزینه مطلوب سیال عامل که هم در چرخه توان، هم چرخه تولید آب‌شیرین و همچنین حرارت از رفتار مناسبی برخوردار باشد از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این پژوهش درصدد است تا با تحلیل، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی یک چرخه رانکین تولید همزمان توان، آب شیرین و حرارت با استفاده از کلکتورهای سهموی خورشیدی به تعیین گزینه مطلوب بپردازد. لذا این چرخه با مخلوطی از سیالات آلی R152a، R600a و R1234yf (پتانسیل تخریب لایه اوزون (ODP) و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) پایینی دارند) که به ترتیب از خانواده سیالات تر، خشک و آیزنتروپیک هستند شبیه‌سازی می‌گردد. به همین منظور ابتدا یک مطالعه‌ی پارامتری و سپس برای رسیدن به شرایط مطلوب بهینه‌سازی چندهدفه (NSGA-II) با توابع هدف توان، آب شیرین و حرارت برای کسر جرمی‌های مختلف از سیالات انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد مخلوط سه‌جزیی برای دستیابی همزمان به سه هدف مناسب‌تر است در حالیکه که اگر یکی از اهداف مد نظر باشد بهتر است فقط از یکی از این سیالات با توجه به هدف مورد نظر بهره جست.