انرژی زمین‌گرمایی و ترکیب آن با انرژی‌های تجدیدپذیر دیگر در سیستم‌های تولید هم‌زمان برق، سرما و گرما

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشیار گروه سیستم‌های انرژی دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیر الدین طوسی

چکیده

در این مقاله به بررسی سیستم‌های تولید همزمان با استفاده از انرژی زمین‌گرمایی پرداخته شده است. این سیستم‌ها به طور کلی از سه چرخه اصلی شامل چرخه زمین‌گرمایی، چرخه مولد برق و چرخه تبرید جذبی تشکیل می شوند که با توجه به سیستم‌های مختلف و خروجی‌های آن‌ها امکان اضافه شدن چرخه‌های دیگری هم به سه چرخه یاد شده وجود دارد. پس از مطرح کردن یکی از جدیدترین سیستم‌های پیشنهادی تولید همزمان برق، سرما و گرما با استفاده از انرژی زمین‌گرمایی، به بحث پیرامون سیستم دیگری که با بهره‌گیری از الکترولایزر علاوه بر سه خروجی قبلی، توانایی تولید هیدروژن را نیز دارد پرداخته شده است. همچنین جهت بررسی سیستم‌های نوین با راندمان بالاتر، به بررسی سیستم‌هایی که علاوه بر انرژی زمین‌گرمایی، از انرژی خورشیدی و یا بیومس به صورت همزمان بهره می‌گیرند پرداخته شده. در سیستم‌های خورشیدی یک جز اصلی کلکتورهای خورشیدی هستند که امکان فراهم کردن دماهای بالاتر را دارند. همچنین سیستم زمین‌گرمایی-خورشیدی جدیدی که به هدف بهینه کردن سیستم‌های قدیمی مشابه پیشنهاد شده است بررسی شده است. در این سیستم علاوه بر ایجاد تغییراتی در چرخه آلی رانکین، از الکترولیز و چرخه اسمز معکوس، به ترتیب برای تولید هیدروژن و آب شیرین استفاده شده است. نتایج تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد که راندمان سیستم‌های ذکرشده به عوامل مختلفی از جمله: درجه حرارت اولیه مایعات زمین‌گرمایی، دبی جریان، شدت خورشیدی، فشار ورودی توربین بخار، درجه حرارت نقطه بخار ژنراتور بخار و ... بستگی دارد. به طور کلی با استفاده از این سیستم‌ها می‌توان به راندمان‌های بسیار بالاتر از سیستم‌های متداول دست یافت و به حفظ منابع انرژی و پاکیزگی محیط زیست کمک کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] ASHRAE, ANSI. Standard 55-2004, thermal environmental conditions for human occupancy, atlanta: american society of heating, refrigerating, and air-conditioning engineers. Inc., USA, 2004.
[2] Cheng, Yuanda, Niu, Jianlei, and Gao, Naiping. Thermal comfort models: A review and numerical investigation. Building and Environment, 47:13–22, 2012.
[3] Maerefat, M and Omidvar, A. Thermal Comfort. Kelid Amoozesh, 2008.
[4] Katic, Katarina, Li, Rongling, and Zeiler, Wim. Thermophysiological models and their applications: A review. Building and Environment, 106:286–300, 2016.
[5] Parsons, Ken. Human thermal environments: the effects of hot, moderate, and cold environments on human health, comfort, and performance. CRC press, 2014.
[6] Fanger, Poul O et al. Thermal comfort. analysis and applications in environmental engineering. Thermal comfort. Analysis and applications in environmental engineering., 1970.
[7] Gagge, Adolf P. An effective temperature scale based on a simple model of human physiological regulatory response. Ashrae Trans., 77:247–262, 1971.
[8] Zolfaghari, S.A. Modification of standard thermal comfort models by using the frequency thermal analysis of the human body. Ph.D. thesis, Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, 2010.
[9] Zolfaghari, Alireza and Maerefat, Mehdi. A new simplified model for evaluating non-uniform thermal sensation caused by wearing clothing. Building and Environment, 45(3):776–783, 2010.
[10] Dongmei, Pan, Mingyin, Chan, Shiming, Deng, and Minglu, Qu. A four-node thermoregulation model for predicting the thermal physiological responses of a sleeping person. Building and Environment, 52:88–97, 2012.
[11] Davoodi, Farzin, Hasanzadeh, Hasan, Zolfaghari, Seyed Alireza, and Maerefat, Mehdi. Developing a new individualized 3-node model for evaluating the effects of personal factors on thermal sensation. Journal of thermal biology, 69:1–12, 2017.
[12] Kaynakli, Omer and Kilic, Muhsin. Investigation of indoor thermal comfort under transient conditions. Building and Environment, 40(2):165–174, 2005.
[13] Foda, Ehab and Sirén, Kai. A new approach using the pierce two-node model for different body parts. International journal of biometeorology, 55(4):519–532, 2011.
[14] Stolwijk, Jan AJ. A mathematical model of physiological temperature regulation in man. 1971.