تحلیل ترمودینامیکی یک آرایش جدید تولید همزمان توان، برودت، هیدروژن و اکسیژن با استفاده از چاه‌های زمین‌گرمایی سبلان

نویسندگان

1 گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 صنعتی ارومیه*مهندسی مکانیک

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22060/mej.2019.15500.6138
چکیده

استفاده از سیستم‌های تولید همزمان به‌ ‌سرعت در جهان در حال گسترش می‌باشد. باوجوداینکه منطقه زمین‌گرمایی سبلان یکی از مهم‌ترین مناطق زمین‌گرمایی ایران می‌باشد، مطالعه‌ای در خصوص امکان‌سنجی سیستم‌های تولیدهمزمان در این منطقه انجام نگرفته است. با هدف پر کردن خلأ موجود در این زمینه، در این مقاله امکان استفاده از یک چرخه ترکیبی جدید برای تولیدهمزمان توان، هیدروژن، اکسیژن و برودت از چاه‌های زمین‌گرمایی سبلان پیشنهاد و مورد مطالعه قرار گرفته است. چرخه پیشنهادی، ترکیبی از تبخیر آنی دومرحله‌ای از چاه‌های زمین‌گرمایی سبلان به‌عنوان منبع حرارتی، چرخه‌ی رانکین آلی به‌ عنوان مولد انرژی برای تولید هیدروژن از الکترولایزر غشاء پروتونی و سیستم تبرید جذبی تکاثره به ‌عنوان قسمت تولید سرمایش می‌باشد. ابتدا شبیه‌سازی ترمودینامیکی چرخه تولیدهمزمان با استفاده از نرم‌افزار حل معادلات مهندسی انجام شده و سپس تأثیر پارامترهای مؤثر همانند فشار جداساز اول و دوم، دمای اواپراتور رانکین، اختلاف دمای نقطه‌ی تنگش، دمای ژنراتور، نسبت کار ورودی به سیستم غشایی و دمای محیط بر عملکرد سیستم بررسی شده است. طبق بررسی پارامتریک با افزایش فشار جداساز اول و دوم مقدار بازده حرارتی و برودت افزایش می‌یابند. طبق نتایج حاصله، توان خالص تولیدی، تولید هیدروژن، سرمایش، بازده حرارتی و بازده اگزرژی به ترتیب 14749 کیلووات، 25/13 کیلوگرم بر ساعت، 10925 کیلووات، 34/22 درصد و 62/50 درصد حاصل شده است.