با توجه به محدود بودن منابع انرژی هسته ای و فسیلی و همین طور مشکل آلودگی محیط زیست نیاز به جایگزینی مناسب برای این سوخت ها به شدت احساس می شود. دراین بین استفاده از انرژی های پاک و تجدید پذیر به دلیل بی پایان بودن منابع وهمین طور عدم آلودگی محیط زیست پیوسته رو به افزایش است به طوری که امروزه شاهد افزایش چشمگیر فعالیت ها وسرمایه گذاری های دولت ها و شرکت های بخش خصوصی در امر تحقیق، توسعه و عرضه انواع تکنولوژی های نوین استفاده از انرژی های تجدید پذیر هستیم. درمطالعه ی حاضر، به تحلیل ترمودینامیکی و اقتصادی دو سیکل رانکین ارگانیک(orc) با سیال عامل های r123، r11، r245fa و r141b و سیکل توان جذبی با سیال عامل آب- لیتیم بروماید که از سیال زمین گرمایی با درجه حرارت 125 درجه ی سانتیگراد به عنوان سیال گرم خارجی بهره می برند، پرداخته می شود و بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر روی عملکرد سیستم ها و آنالیز انرژی، اکسرژی واقتصادی برای هر کدام در شرایط ویژه طراحی صورت می گیرد و با هم مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهد که با افزایش فشار ورود به توربین در یک دمای ورود به توربین ثابت ، بازده انرژی و اکسرژی برای هر دو سیکل افزایش می یابند. در ادامه نشان داده شده که با افزایش دمای جذب سیکل توان جذبی در یک دمای ورود به توربین ثابت بازده انرژی و اکسرژی کاهش می یابند. همچنین مقایسه ای بین مقادیر تخریب اکسرژی کل دو سیکل انجام شده و نتایج نشان می دهد که این مقدار برای سیکل توان جذبی خیلی کمتر است.تغییرات دمای ورود به توربین تاثیر چندانی روی بازده انرژی سیکل orc ندارد اما بازده اکسرژی آن را مقداری کاهش می دهد و در سیکل توان جذبی بازده انرژی و اکسرژی را افزایش می دهد. در تحلیل اقتصادی نیز تاثیر فشار ورود به توربین بر روی پارامترهایی مانند سایز فاکتور توربین ، نسبت هزینه سیکل و مقدار توان بر هزینه نشان داده شده و نتایج آن برای هر دو سیستم ارائه می شود. تحلیل اقتصادی نشان می دهد که سیکل توان جذبی هزینه کل بیشتری نسبت به سیکل orc دارد. تحلیل ترمودینامیکی در این پژوهش توسط دو نرم افزار ees و aspen plus انجام شده و مقایسه ای بین نتایج انجام شده است. تحلیل اقتصادی نیز توسط نرم افزار ees ارائه شده است.

محیط‏های طبیعی دارای منابع انرژی نامحدود انرژی در سطوح پایین انرژی هستند. چنین انرژی‏هایی بسیار ارزان و حتی در حد رایگان بوده و مزیت بهره‏برداری از آنها با افزایش هزینه‏ها و یا عدم دستیابی به منابع انرژی در سطوح بالای اگزرژی، افزایش می‏یابد. یکی از راه‏های بهره‏برداری از این منابع انرژی استفاده از پمپ‏های گرمایی است و یکی از مهمترین زمینه‏های تحقیقاتی در بررسی پمپ‏های گرمایی، تلاش در جهت افزایش راندمان این پمپ‏ها می‏باشد. از اکثر لوله‏های گرمایی نصب شده در سراسر جهان برای گرمایش منازل مسکونی استفاده می‏شود. در چنین مواردی معمولا تنها منابع طبیعی در دسترس هوا و یا خاک بوده و امکان استفاده از آب‏های سطحی و یا زیرزمینی وجود ندارد. لوله‏های حرارتی کوپل به زمین روشی کارآمد برای کاربردهای مختلف می‏باشند که در آنها به جای استفاده از هوای محیط، از زمین به عنوان چشمه و یا چاه انرژی استفاده می‏کنند. لوله های گرمایی قابلیت انتقال مقدار زیادی گرما در یک سطح مقطع کوچک را دارند،بطوریکه ضریب انتقال حرارت هدایت معادل آنها به علت استفاده از مکانیزم انتقال حرارت دو فازی تا چند صد برابر هادی ترین فلزات موجود می رسد.علاوه بر این انعطاف پذیری زیاد،ساختمان ساده،قابلیت کنترل آسان وبی نیاز بودن از هرگونه توان پمپاژ خارجی اهمیت استفاده از این وسیله را بیشتر کرده است.در این پایان نامه ما به بررسی انتقال حرارت درون لوله های زمین گرمایی می پردازیم و پس از استخراج کانتورهای مربوط به پارامترهای مختلف در دو هندسه در نظر گرفته شده، سایر پارامترهای کمی مورد بررسی قرار می‏گیرد. پارامتر سرعت ماکزیمم و میزان انتقال حرارت از لوله ‏های زمین گرمایی نیز مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اینکه در این مسئله با افزایش مقدار دمای سطح گرم، مقدار انتقال حرارت جابجایی طبیعی افزایش می‏کند، این امر با تغییر دادن مقدار دمای سطح داخلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که با افزایش مقدار دما، مقدار سرعت جریان و شار حرارتی افزایش می یابد. دلیل این رفتار می تواند ناشی از افزایش نیروی محرکه لازم برای انتقال حرارت باشد.

تحلیل سیستم های حرارتی معمولا به صورت کلی بر مبنای تحلیل ترمودینامیکی و بهینه سازی با در نظر گرفتن دیدگاه ترمودینامیکی انجام می شود.در این تحقیق تحلیل ترمودینامیکی و اقتصادی سیستم های حرارتی جذبی تک مرحله ای(چیلرو مبدل حرارتی) با دو سیال کاری لیتیوم بروماید، آب و 1- اتیل 3- متیل ایمیدازولیوم دی متیل فسفات ، آب به عنوان یک سیال کاری جدید، با دمای ورودی منبع گرم 90°c برا ی چیلر جذبی و 92°c برای مبدل حرارتی جذبی همراه با بهینه سازی چند هدفه این سیستم ها به منظور حداکثر کردن عملکرد سیستم و حداقل کردن هزینه سالانه با در نظر گرفتن دمای ژنراتور ، دمای اواپراتور ، دمای جذب کننده ، دمای کندانسور و کارایی مبدل حرارتی با توجه به اهمیت این پارامترها ، به عنوان متغیرهای طراحی انجام شده است.کار طراحی توسط برنامه نویسی غیر خطی صورت گرفته و با منحنی پرتو که حالت بهینه ای برای عملکرد ترمودینامیکی سیستم و هزینه سالانه در یک چهارچوب ارائه می دهد، بیان شده و مقادیر بهینه وپارامترهای طراحی متناظر با این مقادیر بهینه از روی منحنی پرتو انتخاب شده است.نتایج حاصله از منحنی پرتو برای هردو سیال کاری و در هر دو سیستم نشان می دهد که با افزایش عملکرد ترمودینامیکی سیستم هزینه سالانه نیز افزایش می یابد و با کاهش هزینه سالانه عملکرد سیستم کاهش می یابد. بنابراین یک نقطه بهینه بینابین روی منحنی پرتو در نظر گرفته می شودکه هم از نظر ترمودینامیکی و هم از نظر اقتصادی مناسب باشد.

این پایان نامه شامل طراحی و ساخت و ارزیابی یک خشک کن خورشیدی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده می باشد.