پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 427 |
| تعداد مقالات | 5,578 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,830,714 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,799,902 |
ارزیابی تأثیر سیال عامل‌‌های مختلف در سیکل تبرید آبشاری ترکیب شده با آب شیرین کن حرارتی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 2، دوره 55، شماره 9، آذر 1402، صفحه 1063-1088 اصل مقاله (2.37 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2023.22331.7603 | ||
| نویسندگان | ||
| مصطفی مختاری1؛ محمد مهدی کشتکار* 1؛ عبدالله عباسلو2 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی شهید سلیمانی، کرمان، ایران | ||
| 2گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی شهید سلیمانی، کرمان، ایران | ||
| چکیده | ||
| با توجه به بحران انرژی و آب آشامیدنی، همچنین بروز مشکلات زیست محیطی فراوان در اثر استفاده از سوخت های فسیلی، ضروری می باشد که از حرارت اتلافی تجهیزات صنعتی برای تولید آب قابل شرب بدون استفاده از منبع انرژی دیگر استفاده شود. سیکل تبرید تراکمی آبشاری یکی از تجهیزات صنعتی پرکاربرد می‌‌باشد که حرارت اتلافی با ارزش در دمای بالا دارد. در این تحقیق انرژی اتلافی مذکور به عنوان یک منبع انرژی مستقل برای تولید آب قابل شرب در سیستم آب شیرین کن حرارتی مورد استفاده قرار می‌‌گیرد. در کار حاضر آب شیرین کن تبخیری سه اثره با سیکل تبرید آبشاری ترکیب شده است. ضمن مقایسه 28 زوج سیال عامل مورد با یکدیگر، در نهایت با استفاده از یک روش امتیاز دهی، براساس اولویت‌‌های متفاوت سناریو‌‌های مختلفی در نظر گرفته شد و بهترین زوج سیال عامل مشخص گردید. نتایج نشان داد که کمترین توان مصرفی کمپرسور‌‌ها متعلق به زوج سیال عامل R600-R717 می‌‌باشد. از طرف دیگر بیشترین دبی جرمی آب تولیدی، کمترین فضای اشغالی و همچنین کمترین هزینه سرمایه گذاری زمانی رخ می‌‌دهد که از زوج سیال عامل R744-R600A استفاده گردد. با استفاده از روش امتیاز دهی مشخص شد که زمانی تمام شاخص‌‌ها برای انتخاب زوج سیال عامل لحاظ شوند، حتی در سناریو‌‌های مختلف با اولویت‌‌های متفاوت، بهترین انتخاب زوج سیال عامل R600-R717 می-باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سیستم آبشاری؛ آب شیرین کن حرارتی؛ انرژی اتلافی؛ آب قابل شرب | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigating the effect of various working fluids in cascade refrigeration cycle integrated with thermal desalination system | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mostafa Mokhtari1؛ Mohammad Mehdi Keshtkar1؛ Abdollah Abbasloo2 | ||
| 1Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University, Kerman Branch, Kerman, Iran | ||
| 2Department of Chemical Engineering, Islamic Azad University, Kerman Branch, Kerman, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Regarding the energy and potable water crisis and many environmental problems due to the use of fossil fuels, it is necessary to utilize the waste heat of industrial equipment to produce potable water without using another energy source. The cascade refrigeration cycle is one of the widely used industrial equipment, which has valuable waste heat at a high temperature. In this research, the mentioned waste energy is used as an independent energy source to produce potable water in the thermal desalination system. The present work combines a three-effect distillation desalination system with a cascade refrigeration cycle. Along with comparing the 28 working fluid pairs, a scoring method was used to determine the best working fluid pair due to the different scenarios and priorities. The results showed that the lowest power consumption of compressors belongs to R600-R717 working fluid pair. Moreover, the highest mass flow rate of produced potable water, the lowest occupied space and the lowest related investment cost happen when R744-R600A is considered. Using the scoring method, it was determined that when all indicators are considered for selecting the working fluid pair, even in different scenarios with different priorities, the best choice is R600-R717. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Cascade system, Thermal desalination system, Wasted energy, Potable water | ||
| مراجع | ||
|
[1] S. Khalilzadeh, A. Hossein Nezhad, Utilization of waste heat of a high-capacity wind turbine in multi effect distillation desalination: Energy, exergy and thermoeconomic analysis, Desalination, 439 (2018) 119-137. [2] M. Asim, M.K.H. Leung, Z. Shan, Y. Li, D.Y.C. Leung, M. Ni, Thermodynamic and Thermo-economic Analysis of Integrated Organic Rankine Cycle for Waste Heat Recovery from Vapor Compression Refrigeration Cycle, Energy Procedia, 143 (2017) 192-198. [3] M.S. Salim, M.-H. Kim, Multi-objective thermo-economic optimization of a combined organic Rankine cycle and vapour compression refrigeration cycle, Energy Conversion and Management, 199 (2019) 112054. [4] Y. Liang, A. McKeown, Z. Yu, S.F.K. Alshammari, Experimental study on a heat driven refrigeration system based on combined organic Rankine and vapour compression cycles, Energy Conversion and Management, 234 (2021) 113953. [5] Z. Aghaziarati, A.H. Aghdam, Thermoeconomic analysis of a novel combined cooling, heating and power system based on solar organic Rankine cycle and cascade refrigeration cycle, Renewable Energy, 164 (2021) 1267-1283. [6] B. Saleh, Energy and exergy analysis of an integrated organic Rankine cycle-vapor compression refrigeration system, Applied Thermal Engineering, 141 (2018) 697-710. [7] A. Kilicarslan, M. Hosoz, Energy and irreversibility analysis of a cascade refrigeration system for various refrigerant couples, Energy Conversion and Management, 51(12) (2010) 2947-2954. [8] A.M. Dubey, S. Kumar, G.D. Agrawal, Thermodynamic analysis of a transcritical CO2/propylene (R744–R1270) cascade system for cooling and heating applications, Energy Conversion and Management, 86 (2014) 774-783. [9] L. Jiang, L. Wang, R. Wang, P. Gao, F. Song, Investigation on cascading cogeneration system of ORC (Organic Rankine Cycle) and CaCl2/BaCl2 two-stage adsorption freezer, Energy, 71 (2014) 377-387. [10] A.J. Alazazmeh, E.M.A. Mokheimer, A. Khaliq, B.A. Qureshi, Performance Analysis of a Solar-Powered Multi-Effect Refrigeration System, Journal of Energy Resources Technology, 141(7) (2019). [11] R. Lizarte, M.E. Palacios-Lorenzo, J.D. Marcos, Parametric study of a novel organic Rankine cycle combined with a cascade refrigeration cycle (ORC-CRS) using natural refrigerants, Applied Thermal Engineering, 127 (2017) 378-389. [12] S. Khalilzadeh, A. Hossein Nezhad, F. Sarhaddi, Reducing the power consumption of cascade refrigeration cycle by a new integrated system using solar energy, Energy Conversion and Management, 200 (2019) 112083. [13] K. Thu, Y.-D. Kim, G. Amy, W.G. Chun, K.C. Ng, A hybrid multi-effect distillation and adsorption cycle, Applied Energy, 104 (2013) 810-821. [14] M. Amiralipour, R. Kouhikamali, Potential analysis and technical-economic optimization of conversion of steam power plant into combined water and power, Applied Thermal Engineering, 151 (2019) 191-198. [15] Y. Wang, T. Morosuk, S. Yang, W. Cao, Development and evaluation of a novel combined absorption-based energy storage and thermal desalination system driven by unstable low-grade heat, Desalination, 520 (2021) 115348. [16] L. Yang, H. Hu, X. Chen, Energy-consumption analysis of a confi guration of an absorption vapor compression coupled to MED in a dual-purpose power plant, Desalination and Water Treatment, 18(1-3) (2010) 38-45. [17] M. Mokhtari, M.M. Keshtkar, Using waste energy of double-effect refrigeration cycle to produce potable water: energy and economic analysis: Utilisation de l’énergie résiduelle du cycle de réfrigération à double effet pour produire de l'eau potable: analyse énergétique et économique, International Journal of Refrigeration, 150 (2023) 215-240. [18] S. Sivamani, Flow Energy Analysis of Reverse Osmosis Unit in Seawater Desalination Plant with Energy Recovery device, International Journal of Advanced Research, 10 (2022) 58-66. [19] J. Park, S. Lee, Desalination Technology in South Korea: A Comprehensive Review of Technology Trends and Future Outlook, Membranes, 12(2022), 204-213. [20] H. Jin, H. Athreya, A. Kalle, S. Wang, CFD modeling of crystallization fouling with CO2 desorption incorporated for a falling-film evaporator in thermal desalination, Desalination, 553 (2023), 114-124. [21] H. Hasan, S. Alsadaie, M. Obaidi, I. Mojtaba, Dynamic modelling and simulation of industrial scale multistage flash desalination process, Desalination, 553 (2023), 98-109. [22] A.M. Elsafi, Exergy and exergoeconomic analysis of sustainable direct steam generation solar power plants, Energy Conversion and Management, 103 (2015) 338-347. [23] H.T. El-Dessouky, H.M. Ettouney, Fundamentals of salt water desalination, Elsevier, 2002. [24] J. Ahrendts, Reference states, Energy, 5(8-9) (1980) 666-677. [25] N. Kahraman, Y.A. Cengel, Exergy analysis of a MSF distillation plant, Energy Conversion and Management, 46(15-16) (2005) 2625-2636. [26] S. Khalilzadeh, A. Hossein Nezhad, Using waste heat of high capacity wind turbines in a novel combined heating, cooling, and power system, Journal of Cleaner Production, 276 (2020) 123221. [27] S. Khalilzadeh, A. Hossein Nezhad, A. Romagnoli, B. Akhmetov, Investigating the effects of integrating an absorption heat transformer with a combined cooling, heating and power system: A thermodynamic and economic analysis, Energy Conversion and Management, 228 (2021) 113677. [28] O. Rezayan, A. Behbahaninia, Thermoeconomic optimization and exergy analysis of CO2/NH3 cascade refrigeration systems, Energy, 36(2) (2011) 888-895. [29] M.-J. Jeon, Experimental analysis of the R744/R404A cascade refrigeration system with internal heat exchanger. Part 1: Coefficient of performance characteristics, Energies, 14(18) (2021) 6003. [30] U. Fisher, A. Aviram, A. Gendel, ASHDOD multi-effect low temperature desalination plant report on year of operation, Desalination, 55 (1985) 13-32. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 398 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 649 |
||