تحليل عملكرد ترمواكونوميكي يك سيستم توليد همزمان مقياس كوچك بر پايه موتور ديزل

Thermoeconomic performance analysis of a small-scale CHP system based on diesel engine

در اين پژوهش يك سيستم توليد همزمان توان و گرما بر پايه موتورهاي ديزل مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. به همين منظور تحليل پارامتري بر اساس قوانين اول و دوم ترموديناميك براي يك سيستم توليد همزمان انجام مي‌شود. در اين بررسي به‌جاي مدل‌سازي چرخه‌ي استاندارد هوا، چرخه‌ي استاندارد هوا و سوخت و هم‌چنين فرآيند احتراق شبيه‌سازي مي‌گردد كه باعث بيشتر شدن دقت نتايج مي‌شود. از آن‌جا كه يك چرخه استاندارد ديزل تفاوت‌هاي بسياري با يك چرخه واقعي دارد، گاز خروجي از محفظه احتراق يك موتور ديزل واقعي توليد داخل نيز براي شبيه‌سازي سيستم توليد همزمان مورد استفاده قرار مي‌گيرد و مبادله‌كن گرماي سيستم توليد همزمان از نظر اگزرژي و اقتصادي بررسي مي‌شود. ملاحظه مي‌گردد كه با به‌كارگيري سيستم در نظر گرفته شده مي‌توان از اتلافات گاز خروجي موتور براي گرم نمودن0/17 كيلوگرم بر ثانيه آب از دماي°C25 تا°C 68/64 استفاده نمود. اين كار بازده كلي سيستم را در حدود %20 و تا حدود %80 افزايش مي‌دهد. البته مقدار تخريب اگزرژي در مبادله‌كن گرما به نسبت زياد است كه اين مربوط به فرآيند انتقال گرما و اختلاف دماي زياد در مبادله‌كن مي‌باشد.

In the current study a combined heat and power (CHP) system based on diesel engines is studied. After modeling the different components of a CHP system, the system is investigated parametrically according to first and second laws of thermodynamics. In this investigation instead of modeling the air standard cycle, the fuel air standard cycle and fuel combustion are simulated, which leads to more accurate results. However, a standard cycle has many differences with an actual cycle, and therefore the results of its analysis will be, to some extent, different from the results of analyzing the corresponding actual cycle. Therefore, the exhaust gas from combustion chamber of a diesel engine is also used to simulate the CHP system, and the heat exchanger of the CHP is investigated from exergetic and economic viewpoints. It was seen that, applying the pre-described system, it is possible to warm up 0.17kg/s water from 25°C to 68.64°C. This enhances the overall efficiency of the system about 20%, raising it up to 80%. Exergy destruction in heat exchanger is slightly high which is due to heat transfer process and high temperature difference in the heat exchanger