تحليل اگزرژي پيشرفته ي سيستم تبريد آبشاري انبساط اجكتوري فوق بحراني كربن دي اكسيد

Advanced Exergy Analysis of an Ejector-expansion TRCC (Trans-critical CO2) Cascade Refrigeration System

در اين مقاله، به شناسايي محل ناكارآمدي سيستم تبديل انرژي مورد مطالعه، جهت كاهش تلفات و بهبود عملكرد پرداخته مي­شود. يك تحليل اگزرژي مرسوم داراي محدوديت­هايي است كه قادر به اين شناسايي نيست و اين شناسايي با تحليل پيشرفته اگزرژي انجام مي­گردد. نقش اصلي تحليل اگزرژي پيشرفته اين است كه با فراهم كردن اطلاعات به مهندسان كمك مي­كند تا در طراحي و عملكرد سيستم بهبود ايجاد كنند. اين فراهم‌سازي اطلاعات با جداسازي تخريب اگزرژي انجام مي­شود. جداسازي تخريب اگزرژي به بخش­هاي درون­زا/برون­زا و اجتناب ­ناپذير/اجتناب ­پذير يك پيشرفت جديد در تحليل اگزرژي سيستم­هاي تبديل انرژي را ارائه مي­دهد كه در اين مقاله به تركيبي از هر دو مفهوم پرداخته شده است. اين جداسازي دقت تحليل اگزرژي را بالا برده و بهبود يك سيستم را تسهيل مي­كند. روش استفاده شده در اين مقاله جهت جداسازي، روش چرخه­ي ترموديناميكي است كه بر مبناي تعيين سطوح دمايي براي چرخه ­هاي ايده ­آل و برگشت­ ناپذير است. سيستم تبريد آبشاري اجكتوري فوق بحراني مورد تحليل اگزرژي پيشرفته­ قرار گرفته است كه تركيبي از دو سيستم تبريد تراكمي است. در نتايج حاصل از تحليل مي­توان ديد با وجود اينكه بالاترين تخريب اگزرژي مربوط به اجكتور است اما براي بهبود بايد از خنك ­كن فشاربالا شروع شود. متراكم‌كننده اول، اجكتور و تبخيركننده به دليل دارا بودن بيشترين مقدار اتلاف اگزرژي درون­زاي اجتناب­ پذير در گام­ هاي بعدي براي بهبود قرار دارند.

This paper identifies the inefficiencies of a proposed energy conversion system to improve its performance. The conventional exergy analysis is unable to identify these inefficiencies because it does not consider the interactions among the system components. The advanced exergy analysis does this however. The main role of advanced exergy analysis is to provide engineers with additional useful information for improving the design and operation of energy conversion systems. The information is achieved by splitting the exergy destruction into endogenous/exogenous and unavoidable/avoidable parts. In the present paper both the conventional and advanced exergy analyses are employed. The splitting raises the accuracy of exergy analysis and facilitates the system improvement. The used method in this paper for splitting is thermodynamic cycle method which considers hybrid cycles in each of which only one of the component operates on the real condition and the rest operate under ideal condition. Advanced exergy analysis of ejector-expansion trans-critical CO2 cascade refrigeration system consisting of two refrigeration systems, is discussed. The results indicate that although the conventional exergy analysis shows the highest exergy destruction for the ejector, the advanced exergy analysis suggests improving the gas cooler performance first. The compressor, ejector and evaporator are in the next stages for improvement because of their maximum value of endogenous avoidable exergy destructions.