طراحی بهینه‌ی یک مبادله‌کن فشرده‌ی گرما جهت بازیابی حرارت با الگوریتم زنبور عسل

Abstract

در این مقاله، به مدل‌سازی و بهینه‌سازی یک مبادله‌کن گرمای صفحه‌‌ای پره‌دار به منظور بازیابی حرارت در سیستم‌های تولید همزمان برق و حرارت پرداخته شده است. متغیرهای طراحی جهت بهینه‌سازی مبادله‌کن گرما شامل طول جریان‌های گرم وسرد، تعداد لایه‌ها، گام، طول نیزه، ضخامت و ارتفاع پره می‌باشند. کارآیی مبادله‌کن و هزینه سالیانه کلی سیستم (مجموع هزینه‏ی سرمایه‏گذاری اولیه وعملکرد) به‏عنوان دو تابع هدف متفاوت در نظر گرفته شده‌اند. با توجه به اینکه با افزایش کارآیی (مطلوب)، سطح حرارتی و افت‏فشار (هزینه‌ی سالیانه کلی) افزایش می‌یابند (نامطلوب)، بنابراین به ‏‏جای یک جواب خاص، به جواب‌هایی متعادل نیاز است که تمام توابع هدف را به‌صورت همزمان برآورده کند. در این مطالعه از الگوریتم چندهدفه‎ی زنبور عسل (MOBA) جهت بهبود هر دو تابع هدف استفاده شده است و مجموعه‏ جواب‌ها به‏وسیله منحنی پاریتو نشان داده شده‏است. در نهایت، به ‏منظور اثبات کارآیی الگوریتم پیشنهادی، نتایج به‏دست آمده با نمونه مورد مطالعه از مراجع، مقایسه شده که در تعدادی از نقاط طراحی، بهتر از نتایج مرجع می‌باشد.