تحليل ترمواكونوميكي سيكل تبريد جذبي با مخلوط آب و مايع يوني

Thermoeconomic analysis of water? ionic liquid absorption refrigeration cycle

در اين تحقيق، عملكرد ترمواكونوميكي يك چرخه تبريد جذبي با استفاده از محلول آب - مايع يوني (1- اتيل، 3- متيل ايميدازوليوم تري فلرو استيت) بررسي و با چرخه آب – ليتيوم برمايد مقايسه شده است. براي اين منظور، تحليل ترموديناميكي و ترمواكونوميكي جهت شبيه سازي سيستم بكار گرفته شده و تاثير متغيرهاي طراحي بر روي پارامترهاي عملكردي مانند ضريب عملكرد، بازده اگزرژي، نسبت جريان جرمي محلول، سطح تبادل حرارت مبدل ها و هزينه جريان ها مطالعه شده است. خواص ترموديناميكي هر دو مخلوط آب – مايع يوني و آب – ليتيوم برمايد با استفاده از مدل غير تصادفي دو مايع پيش بيني شده است. نتايج نشان داده است كه سيستم داراي مايع يوني ضريب عملكرد و بازده اگزرژي پايينتري (0. 66 و 10. 15%) نسبت به سيستم آب - ليتيوم برومايد (0. 78 و 12%) دارد. همچنين كمترين سطح كلي مبدل هاي حرارتي و هزينه سالانه سيستم جذبي آب - مايع يوني (49 m2 و 4907 $/y) بيشتر از سيستم آب - ليتيوم برومايد (16 m2 و 3347 $/y) مي باشد. با وجود عملكرد ضعيف تر سيستم هاي داراي مايع يوني، مزاياي استفاده از آنها مانند عدم كريستاليزاسيون، فشار بخار پايين و تمايل به خوردگي ناچيز، اين مايع ها را به گزينه مناسبي جهت جايگزيني در چرخه تبريد جذبي تبديل كرده است.

In this study, the thermoeconomic performance of absorption refrigeration cycle utilizing binary solution containing water - ionic liquid (1-Ethyl-3-Methylimidazolium Trifluoroacetate) is investigated and compared with the water-lithium bromide cycle. For this purpose, the thermodynamic and thermoeconomic analysis have been employed to simulation of the cycle and then, the effects of design parameters on the performance parameters like coefficient of performance, exergetic efficiency, solution circulation flow ratio, area of heat exchangers and cost of the streams are studied. The thermodynamic properties of the binary solution are predicted using Non-Random Two Liquids model. It has been found the system with ionic liquid has a lower coefficient of performance and exergetic efficiency (0.66, 10.15%) than aqueous solution of lithium bromide system (0.78, 12 %). The total area and total cost of the ionic liquid system (49 m2, 4907 $/year) is larger than water-lithium bromide cycle (16 m2, 3347 $/year). Despite the Lower performance of systems with ionic liquid, the advantages of these liquids like no crystallization, negligible vapor pressure and weak corrosion tendency to iron-steel materials make the new working pair suited for the absorption refrigeration cycle.