شبیه سازی ترمودینامیکی واحد سیکل ترکیبی CHP با مقاصد مصارف خانگی

در این پژوهش یک واحد تولید همزمان برق و حرارت (CHP) با استفاده از سیکل ترکیبی برای مصارف خانگی به صورت ترمودینامیکی شبیه سازی شده است. این واحد که از یک موتور احتراق داخلی با سیکل اتو به عنوان مولد اولیه برق و حرارت بهره می برد، با هدف بهینه سازی عملکرد در شرایط مختلف بار مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه تاثیر دبی سوخت گاز طبیعی بر توان الکتریکی، بازده تولید برق، میزان بخار، بازده حرارتی و بازده کلی واحد CHP ارزیابی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش دبی سوخت از ۱ به ۱۵ توان تولیدی از ۶۵ به ۱۹۷۰ کیلووات افزایش می یابد که معادل رشد ۱۳۹۲ درصد است. همچنین بازده الکتریکی در این بازه تغییر توان تقریبا ثابت و حدود ۲۰٪ است. این مقدار نشان دهنده ی بازده پایین سیکل برای تولید الکتریسیته است اما استفاده از سیکل ترکیبی تولید توان و حرارت موجب شده در برخی نقاط بتوان بازده کل سیستم را به ۹۸ درصد افزایش داد. با این حال نقطه بهینه عملکرد سیستم تنها در دبی های کم رخ داده و با افزایش دبی سوخت بازده تا ۸۶٪ کاهش می یابد. این افت بازده به دلیل افزایش تلفات حرارتی بوده است. این نتایج نشان می دهد که در واحدهای CHP خانگی یافتن دبی سوخت بهینه برای افزایش توان الکتریکی و بازده حرارتی بدون ایجاد افت در عملکرد کلی سیستم بسیار حائز اهمیت است. استفاده از نرم افزار EES در این پژوهش امکان شبیه سازی دقیق فرآیند و بهینه سازی شرایط عملکردی را فراهم کرده است.

کلیدواژه ها:

تحلیل ترمودینامیکی ، تحلیل انرژی ، سیکل CHP ، بازده