مدلسازي ديناميكي و بهينه سازي فني اقتصادي يك سردخانه با بكارگيري سيالات كاري مختلف

Dynamical modeling and Thermo-Economic Optimization of a Cold room Using Various Working Fluids

يك سردخانه به كمك چرخه تبريد تراكمي بخار مدلسازي و بهينه­ سازي شده است. پارامترهاي طراحي عبارتند از: فشار تبخيركن، فشار چگالنده، طول، ضخامت ديوارها، عرض و ارتفاع سردخانه، نرخ جريان مبرد و ميزان مافوق گرم كردن و مادون سردكردن در تبخيركن چگالنده، به منظور يافتن مقادير بهينه پارامترهاي طراحي ازالگوريتم چند هدفه ژنتيك استفاده شده است. به علاوه در اين سيستم سه مبرد كه شامل R22, R134a و R407c است، بكاربرده شده است. هزينه كل ساليانه و ضريب عملكرد به عنوان دو تابع هدف انتخاب شده اند. حل بهينه نشان مي­دهد كه R407c بهترين مبرد هم از ديدگاه ترموديناميكي و هم ديدگاه اقتصادي، با 9148/2 دلار برسال به عنوان هزينه كل ساليانه و 6/12 ضريب عملكرد. نتايج بهينه R407c نشان ميدهد كه هزينه كل ساليانه 5/074 و 8/68 درصد و ضريب عملكرد 9/97 و 13/72درصد به ترتيب در مقايسه با R134a و R22 ، بهبود يافته است. شايان ذكراست كه نتايج بهينه براي دو تابع هدف سازگارند، يعني در كمترين هزينه كل سالانه، بيشترين مقدار ضريب عملكرد را داريم. به هرحال بااستفاده از R407c به عنوان مبرد مبرد در سيستم كمترين مساحت زيربنايي براي سردخانه را داريم، R134a و R22 در رتبه بندي بعدي قرار دارند.

A cold room assisted vapor-compression refrigeration cycle is dynamically modelled and optimized. The design parameters are evaporator pressure, condenser pressure, length, wall’ thickness and height of cold room, mass flow rate of refrigerant as well as the value of superheating/subcooling in evaporator/condenser. To find the optimum value of design parameters Multi Objective Genetic Algorithm (MOGA) is applied. Moreover three refrigerants included R22, R134a and R407c are used as working refrigerant in this system. Total annual cost (TACO) and coefficient of performance (COP) are selected as two objective functions. The optimum solutions show that R407c is the best refrigerant in both thermo dynamical and economical view points with 9148.2 $/year as total annual cost and 6.12 for COP. The optimum result of R407c showed the total annual cost improved 50.74%, and 8.68% in comparison with R134a and R22 respectively. Furthermore, COP improved 9.97% and 13.72% in comparison with R134a and R22, respectively. It is worth mentioning the optimum results reveal the compatible between two objectives, the coefficient of performance and the total annual cost (in maximum point of COP have minimum point of TACO). However by using R407c as refrigerant of system have the minimum area of cold room, the refrigerants R134a and R22 are in the next ranking, respectively.