طراحی و تحلیل عملکردی یک چرخه حرارتی هیبریدی برای گرمایش ناحیه ای: رویکردی بر پایه اگزرژی و انرژی

در پاسخ به چالش های بهره وری انرژی در سامانه های گرمایش ناحیه ای، پژوهش حاضر به ارزیابی عملکرد یک پلتفرم حرارتی ترکیبی متشکل از پمپ حرارتی و چرخه رانکین آلی از منظر شاخص های دقیق انرژی و اگزرژی می پردازد. مدل سازی جامع ترمودینامیکی سامانه در محیط نرم افزار مهندسی EES پیاده سازی شده و تاثیر پارامترهای کلیدی نظیر دمای میعان، دمای تبخیر، فشارهای عملکردی و خواص سیال عامل بر رفتار دینامیکی اجزا و کارایی کلی سامانه بررسی گردیده است. یافته ها حاکی از آن است که بیشینه اتلاف اگزرژی در کندانسور پمپ حرارتی متمرکز بوده و این جزء به تنهایی مسئول تقریبا ۶۵٪ از مجموع تخریب اگزرژی در ساختار سیستم است. سهم اجزای دیگر از جمله اواپراتور پمپ حرارتی و کندانسور چرخه رانکین به ترتیب در حدود ۱۸٪ و ۹٪ برآورد شده است. تحلیل دقیق توزیع نابودی اگزرژی در اجزای مختلف، نقاط بحرانی از منظر افت کیفیت انرژی را آشکار ساخته و فرصت های بالقوه برای بهینه سازی ترمودینامیکی سیستم را معرفی می کند. افزون بر این، ارزیابی اثر تغییرات شرایط مرزی و متغیرهای طراحی، نشانگر حساسیت قابل توجه کارایی به تنظیمات عملیاتی است که می تواند به عنوان مبنایی جهت توسعه راهبردهای کنترلی و طراحی بهینه در کاربردهای گرمایش منطقه ای با رویکرد پایدار مورد بهره برداری قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

انرژی ، اگزرژی ، پمپ حرارتی ، رانکین