تحلیل انرژی و اگزرژی تبدیل‌کننده گرمایی جذبی با بکارگیری لوله گرمایی حلقوی

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز

چکیده

روند رو به رشد نیاز جوامع بشری به مصرف انرژی و مشکلات موجود در امر تولید انرژی، منجر به توجه پژوهشگران به امر بازیافت و ارتقای کیفیت منابع گرمایی هدر رفته شده است. در این راستا، تبدیل ‌‌کننده گرمایی جذبی یکی از جذاب‌‌ ترین فناوری‌‌ های صرفه‌‌ جویی در مصرف انرژی است. همچنین، لوله گرمایی حلقوی یک وسیله ساده‌ است که قادر به انتقال گرما در فواصل طولانی می ‌باشد. استفاده از لوله گرمایی حلقوی به عنوان مبادله ‌کن گرمایی در سیستم تبدیل‌ کننده گرمایی جذبی می‌ تواند منجر به بهبود عملکرد آن شود. بنابراین امکان ‌‌سنجی و بررسی تأثیر بکارگیری لوله گرمایی حلقوی، در سیستم تبدیل‌ کننده گرمایی جذبی امری ضروری و حائز اهمیت می باشد. در این پژوهش، در ابتدا هر یک از سیستم ‌های مذکور به طور مجزا از دیدگاه ترمودینامیکی تحلیل و اعتبارسنجی­­ شدند. سپس به تحلیل ترمودینامیکی سیستم تبدیل ‌کننده گرمایی جذبی ادغام شده با لوله گرمایی حلقوی پرداخته شد و عملکرد آن با چرخه متداول تبدیل‌ کننده گرمایی جذبی مقایسه گردید. تمامی بررسی ‌ها در نرم‌افزار EES انجام گرفته و سیال عامل چرخه  LiBr-H2Oمی ‌باشد. نتایج نشان می ‌دهد COP و  ECOPچرخه ترکیبی بالاتر از چرخه تبدیل ‌کننده گرمایی جذبی تک اثره معمولی می ‌باشد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1] E. Garofalo, M. Bevione, L. Cecchini, F. Mattiussi, and A. Chiolerio, "Waste heat to power: Technologies, current applications, and future potential," Energy Technology, vol. 8, no. 11, p. 2000413, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/ente.202070113.
 
 [2] I. E. Agency. World energy balances [Online] Available: https://www.oecd-ilibrary.org/content/data/data-00512-en.
 
 [3] Ji, L., Shukla, S., Zuo, Z., Lu, X., Ji, X., & Wang, C. (2023). An overview of the progress of new working pairs in absorption heat pumps. Energy Reports, 9, 703–729. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.11.143.
 
[4] Cudok, F., Giannetti, N., Ciganda, J. L. C., Aoyama, J., Babu, P. D., Coronas, A., Fujii, T., Inoue, N., Saito, K., Yamaguchi, S., & Ziegler, F. (2021). Absorption heat transformer - state-of-the-art of industrial applications. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 141, 110757. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110757.
 
[5] Ansari, K. A., Azhar, & Siddiqui, M. R. (2020). Exergy Analysis of Single-Effect Vapor Absorption System using design parameters. Journal of Energy Resources Technology-transactions of the Asme, 143(6). https://doi.org/10.1115/1.4048594.
 
[6] Kurem, E., & Horuz, I. (2001). A comparison between ammonia-water and water-lithium bromide solutions in absorption heat transformers. International Communications in Heat and Mass Transfer, 28(3), 427–438. https://doi.org/10.1016/s0735-1933(01)00247-0.
 
[7] Sachdeva, G., Rohilla, N., Kumar, M., & Khatak, P. (2023). Thermodynamic analysis of Absorption Heat Transformer. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/369660989_Thermodynamic_analysis_of_Absorption_Heat_Transformer.
 
[8] Jose, J., & Hotta, T. K. (2023). A comprehensive review of heat pipe: Its types, incorporation techniques, methods of analysis and applications. Thermal Science and Engineering Progress, 42, 101860. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2023.101860.
 
[9] Heredia, M., Siqueiros, J., Hernández, J., Juárez-Romero, D., Huicochea, A., & Gonzalez-Rodriguez, J. (2018). Energy saving into an absorption heat transformer by using heat pipes between evaporator and condenser. Applied Thermal Engineering, 128, 737–746. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.09.017.
 
[10] Hamdan, M. O., & Elnajjar, E. (2009). Thermodynamic analytical model of a loop heat pipe. Heat and Mass Transfer, 46(2), 167–173. https://doi.org/10.1007/s00231-009-0555-0.
 
[11] Pastukhov, V. G., & Maydanik, Y. F. (2019). Development and Study of a Loop Heat Pipe with Several Heat Sources of Different Power. High Temperature. https://doi.org/10.1134/s0018151x19050122.
 
[12] M. Hamdan, F. M. Gerner and H. T. Henderson, "Steady state model of a loop heat pipe (LHP) with coherent porous silicon (CPS) wick in the evaporator," Ninteenth Annual IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium, 2003., San Jose, CA, USA, 2003, pp. 88-96. https://ieeexplore.ieee.org/document/1194344.
 
[13] Tharayil, T., Asirvatham, L. G., Dau, M. J., & Wongwises, S. (2017). Entropy generation analysis of a miniature loop heat pipe with graphene–water nanofluid: Thermodynamics model and experimental study. International Journal of Heat and Mass Transfer, 106, 407–421. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.08.035.
 
[14] Tharayil, T., Asirvatham, L. G., Dau, M. J., & Wongwises, S. (2017). Entropy generation analysis of a miniature loop heat pipe with graphene–water nanofluid: Thermodynamics model and experimental study. International Journal of Heat and Mass Transfer, 106, 407–421. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.08.035.
 
[15] Palacios-Bereche, R., Gonzales, R., & Nebra, S. A. (2010). Exergy calculation of lithium bromide-water solution and its application in the exergetic evaluation of absorption refrigeration systems LiBr-H2O. International Journal of Energy Research, 36(2), 166–181. https://doi.org/10.1002/er.1790.
 
[16] Rivera, W., Cerezo, J., Rivero, R., Cervantes, J., & Best, R. (2003). Single stage and double absorption heat transformers used to recover energy in a distillation column of butane and pentane. International Journal of Energy Research, 27(14), 1279–1292. https://doi.org/10.1002/er.943.