تحلیل ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی سیستم تولید همزمان توان، گرمایش و سرمایش در مقیاس کوچک انرژی خورشیدی بر پایه سیکل رانکین ارگانیک و سرمایش اجکتوری

اخیراً بحث های مربوط به انرژی و موضوع گرمایش جهانی موجب شده است که استفاده از انرژی های نو به شدت مورد توجه قرار بگیرد. یکی از گزینه های مناسب برای این منظور استفاده از سیستم تولید همزمان سرمایش، گرمایش و توان خورشیدی است. در پژوهش حاضر، یک سیستم تولید همزمان سرمایش، گرمایش و توان بر پایه سیکل رانکین ارگانیک و زیر سیستم تبرید اجکتوری که برای تأمین انرژی خود از خورشید بهره می گیرد، برای تأمین بار سرمایشی، گرمایشی و توان الکتریکی ساختمانی در شهر ارومیه پیشنهاد شده است. با توجه به شرایط سیستم و داده های هواشناسی شهر ارومیه، مقدار سطح کلکتور مورد نیاز و سوخت کمکی برای دو حالت کارکرد سیستم یعنی تابستان و زمستان محاسبه شد. پس از تحلیل ترمودینامیکی سیستم و محاسبه تخریب اگزرژی اجزاء، با استفاده از تحلیل حساسیت ترمودینامیکی، اثر دما و فشار ورودی توربین ، فشار پشت توربین، دمای اواپراتور و دمای خروجی گرمکن بر راندمان حرارتی، اگزرژی، سطح کلکتور مورد نیاز، کسر خورشیدی، تخریب اگزرژی اجزاء و نرخ هزینه محصول بررسی گردید و مشاهده شد که در تابستان، فشار ورودی توربین بیشترین تأثیر را بر عملکرد ترمودینامیکی سیستم، مقدار سطح مورد نیاز کلکتور و نرخ هزینه محصول دارد. از طرفی دیگر در زمستان، عملکرد ترمودینامیکی سیستم نسبت به دمای ورودی و فشار پشت توربین حساس تر است، در حالی که نرخ هزینه محصول تأثیر پذیری بیشتری از فشار پشت توربین و دمای خروجی گرمکن دارد. نتایج حاصل از بهینه سازی بیانگر این مطلب است که در تابستان، راندمان حرارتی، اگزرژی و نرخ هزینه محصول در حالت بهینه نسبت به حالت پایه به ترتیب 28% ، 27% افزایش و 17% کاهش یافته اند. به همین منوال این مقادیر در زمستان به همین ترتیب 4% و 13% افزایش و 4% کاهش دارند. در این پژوهش علاوه بر روش های تحلیل اگزرژی متداول، روشی پیشرفته ارائه گردیده که طراحان و مهندسان را قادر می سازد به شناسایی اجزائی بپردازند که پتانسیل بالایی برای کاهش تخریب اگزرژی دارند.