طراحی شبکه مبدل های حرارتی سیکل آب خنک کننده با دمای متغیر بر مبنای آنالیز پینچ

نیاز فزاینده به انرژی و مشکلات استفاده از منابع طبیعی مانند سوخت های فسیلی جهت تولید آن سبب شده که همواره راهکار هایی جهت بهینه سازی مصرف انرژی خصوصا در صنعت ارایه شود. یکی از سیستم هایی که مصرف کننده دایمی حامل های انرژی هستند، سیکل های آب خنک کننده بوده که متشکل از شبکه ای از مبدل-های حرارتی و برج خنک کننده به عنوان تامین کننده یوتیلیتی می باشند و وظیفه خنک کاری سیالات در واحد های صنعتی را به عهده دارند. تکنولوژی پینچ روشی ترمودینامیکی جهت بهینه سازی مصرف انرژی و به عنوان ابزاری جهت طراحی شبکه مبدل های حرارتی شناخته می شود که اساس آن استفاده انرژی بین جریان-های موجود در یک فرآیند صنعتی جهت تامین سرمایش و گرمایش یکدیگر و کاهش میزان یوتیلیتی مورد استفاده می باشد. به عنوان یک پژوهش موردی طراحی مجدد شبکه مبدل های حرارتی سیکل خنک کننده یک واحد صنعتی لوله سازی که در شبکه مبدل های خود روغن هیدرولیک تجهیزات خط تولید را تا دمای مورد نظر خنک می کند، با آنالیز پینچ به منظور کاهش مصرف انرژی و به وسیله نرم افزار اسپن انرژی آنالایزر انجام پذیرفت. با شناسایی پتانسیل جریان های موجود در این واحد صنعتی جهت تامین انرژی مورد نیاز یکدیگر و استخراج منحنی های ترکیبی جهت مدلسازی میزان همپوشانی انرژی میان جریان ها، نیاز شبکه مبدل های حرارتی به یوتیلیتی سرد از دیگر جریان ها تامین و 100 درصد انرژی مصرفی در برج خنک کننده به دلیل بی نیاز بودن سیکل به آن صرفه جویی می شود. همچنین به دلیل متغیر بودن دمای جریان ها و ثابت بودن نرخ انتقال حرارت مورد نیاز در مبدل ها جهت استفاده از یک شبکه مبدل واحد مطابق معادله انتقال حرارت حداقل و حداکثر دبی آب خنک کننده ورودی به شبکه مبدل ها محاسبه و شبکه طراحی شد.

کلیدواژه ها:

آنالیز پینچ ، شبکه مبدل های حرارتی ، بهینه سازی مصرف انرژی ، سیکل آب خنک کننده