اعتبار سنجي و تحليل ترموديناميكي سيكل تبريد چند اجكتوري دركولر خودرو با استفاده از گرماي محصولات احتراق

Validation and thermodynamic analysis of multi-stage ejector refrigeration cycle in car cooler using combustion heat

در اين مقاله پژوهشي، در راستاي بهبود عملكرد سيستم هاي اجكتوري و با هدف اعتبار سنجي و تحليل ترموديناميكي استفاده از سيكل تبريد چند اجكتوري دركولر خودرو با استفاده از گرماي محصولات احتراق انجام شده است. به اين منظور يكي از انواع سيكل هاي تركيبي اجكتوري به كمك روش عددي جريان درون يك سيكل تبريد بررسي مي شود و نقش پارامترهاي عملياتي، سيال عامل و قطر گلوگاه محفظه اختلاط مورد مطالعه قرار مي گيرد. نتايج نشان مي دهد كه استفاده از سيكل اجكتوري چند مرحله اي با افزايش 10% تا 15% ضريب عملكرد، نسبت به سيكل ساده اجكتوري، همراه است. نتايج حاكي از آن است كه سيال R12 داراي بيشترين ضريب عملكرد COP است اما اثرات مخرب زيادي بر روي لايه ازون دارد و بهتر است از مبرد هاي ديگر استفاده شود. در مجموع به نظر مي رسد با توجه به هزينه ي پايين براي نگهداري سيكل تبريد اجكتوري دو مرحله اي، افزايش ضريب عملكرد آن و استفاده از منابع اتلافي حرارتي، اين سيكل جايگزين بسيار مناسبي براي ساير سيكل ها در موارد استفاده مختلف است. با توجه به استفاده از دو اجكتور به جاي كمپرسور و استفاده از اتلاف حرارتي خودرو به عنوان انرژي مورد نياز براي راه اندازي سيكل مي توان تا 35 درصد در مصرف انرژي صرفه جويي نمود چرا كه بخش اعظم انرژي در سيكل هاي برودتي توسط كمپرسور مصرف مي شود. با توجه به ابعاد اجكتورهاي موجود در اين سيكل به لحاظ ايجاد فضاي مناسب براي تعبيه آن در داخل محفظه كاپوت ماشين مشكل خاصي وجود ندارد و مي توان از آنها به صورت انبوه و فراگير در صنعت خودرو براي ايجاد سرمايش استفاده نمود.در اين مقاله پژوهشي، در راستاي بهبود عملكرد سيستم هاي اجكتوري و با هدف اعتبار سنجي و تحليل ترموديناميكي استفاده از سيكل تبريد چند اجكتوري دركولر خودرو با استفاده از گرماي محصولات احتراق انجام شده است. به اين منظور يكي از انواع سيكل هاي تركيبي اجكتوري به كمك روش عددي جريان درون يك سيكل تبريد بررسي مي شود و نقش پارامترهاي عملياتي، سيال عامل و قطر گلوگاه محفظه اختلاط مورد مطالعه قرار مي گيرد. نتايج نشان مي دهد كه استفاده از سيكل اجكتوري چند مرحله اي با افزايش 10% تا 15% ضريب عملكرد، نسبت به سيكل ساده اجكتوري، همراه است. نتايج حاكي از آن است كه سيال R12 داراي بيشترين ضريب عملكرد COP است اما اثرات مخرب زيادي بر روي لايه ازون دارد و بهتر است از مبرد هاي ديگر استفاده شود. در مجموع به نظر مي رسد با توجه به هزينه ي پايين براي نگهداري سيكل تبريد اجكتوري دو مرحله اي، افزايش ضريب عملكرد آن و استفاده از منابع اتلافي حرارتي، اين سيكل جايگزين بسيار مناسبي براي ساير سيكل ها در موارد استفاده مختلف است. با توجه به استفاده از دو اجكتور به جاي كمپرسور و استفاده از اتلاف حرارتي خودرو به عنوان انرژي مورد نياز براي راه اندازي سيكل مي توان تا 35 درصد در مصرف انرژي صرفه جويي نمود چرا كه بخش اعظم انرژي در سيكل هاي برودتي توسط كمپرسور مصرف مي شود. با توجه به ابعاد اجكتورهاي موجود در اين سيكل به لحاظ ايجاد فضاي مناسب براي تعبيه آن در داخل محفظه كاپوت ماشين مشكل خاصي وجود ندارد و مي توان از آنها به صورت انبوه و فراگير در صنعت خودرو براي ايجاد سرمايش استفاده نمود.

In order to improve the performance of the ejector systems, this research has been conducted with the purpose of validation and thermodynamic analysis of multi-stage ejector refrigeration cycle in car cooler using combustion heat. For this purpose, one of a variety of combined ejector cycles using a numerical flow method inside a refrigeration cycle, and role of operating parameters, operating fluid, and throttle diameter of the mixing chamber were studied. The obtained results show that the use of a multi-stage oscillation cycle with an increase of 10% to 15% of the coefficient of performance, compared to the simple cycle of inclination. Also, the obtained results indicate that the R12 fluid has the highest coefficient of performance COP but will have effects on the ozone layer and is better than other refrigerants used. It seems that considering the low cost of maintaining the two-stage ejector refrigeration cycle is very suitable alternative for other cycles in different applications. Given the using two ejectors instead of a compressor and using automobile heat dissipation as the energy needed to start the cycle can save up to 35% of energy consumption, as most of the energy in the cooling cycle is consumed by the compressor. Due to the size of the ejectors in this cycle and considering the creation of a suitable space for fitting it inside the car hood, there is no particular problem and can be used massively and extensively in the automotive industry to create cooling.