(۷-۱۲)

جایی که COP1 ضریب کارایی بدون مبدل حرارتی است () و COP2 ضریب کارایی بامبدل حرارتی است().
تعادل انرژی برای مبدل حرارتی محلول به این صورت است:

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

(۷-۱۳)

(۷-۱۴)

آنتالپی محلول غلیظ در دمای است. بیشترین افت دمای محلول غلیظ زمانی که دمای آن تا حد کاهش می­یابد، رخ می­دهد.
برای معتبر ساختن مدل ارائه شده، نتایج شبیه سازی با داده ­های عددی در دسترس مورد مقایسه قرار گرفت. مقدار اختلاف نسبی COP با دمای ژنراتور در شکل ۷-۱ داده شده است. در این شبیه سازی این مقادیر مورد استفاده قرار گرفته شده است: ، ،
، .دراینجا، همانطور که انتظار می­رود، مقدار COP با افزایش دمای ژنراتور می ­تواند افزایش یابد. برای ساده سازی مدل سازی سیستم، تعدادی فرضیه به صورت زیر در نظر گرفته شده است:(۱)سیستم تحت شرایط حالت – ثابت(Steady-State) شبیه سازی شده است، (۲) افت فشار در طی جریان سیال عامل و گرفتن و یا از دست دادن حرارت قابل چشم پوشی است، (۳) در کندانسور، مبرد به صورت یک مایع اشباع متراکم می­ شود، در حالی که در اواپراتور، مبرد به صورت یک بخار اشباع تبخیر می­ شود، (۴) محلول­هایی که ژنراتور و جاذب را ترک می­ کنند و در دما و غلظت یکسانی با زمانی که داخل ژنراتور و جاذب بودند، قرار دارند، و همچنین در تعادل ترمودینامیکی هستند.
شکل ۷-۱مقایسه مقادیر COP و CR (= ، = ، )

۷-۱-۱ اثر تغییرات دما ها و فشار های نقاط مختلف سیکل بر عملکرد آن

اثر دمای ژنراتور، تبخیرکننده، کندانسور، جاذب بر روی بارهای حرارتی اجزاء در شکل­های ۳-۶تا ۳-۱۳ نشان داده شده است. در این محاسبات این فرضیات صورت گرفته است: = ، = ، = ، .همانطور که در شکل ۷-۲ می­توان دید، زمانی که دمای ژنراتور افزایش می­یابد، بار حرارتی ژنراتور و جاذب (و) کاهش می­یابد. اگر دمای ژنراتور بالاتر رود، غلظت محلول خارج شده از ژنراتور افزایش یافته و بنابراین CR کاهش می­یابد که در روابط ۷-۳ تا ۷-۷ قابل مشاهده است. افزایش دمای ژنراتور با افزایش دمای آب گرم کننده ورودی به آن() حاصل خواهد شد .

شکل ۷-۲تغییرات بارهای حرارتی با دمای ژنراتور(= ، = ،
، ، =)
همچنین دمای محلول رقیق وبدنبال آن، آنتالپی () به وسیله محلول غلیظ در SHX افزایش یافته است. از روی رابطه۷-۳ بار حرارتی ژنراتور، با کاهش CRو افزایش، کاهش می­یابد. آنتالپی بخار آبسوپرهیت () خروجی از ژنراتور با افزایش دمای ژنراتور افزایش می­یابد. به تبع آن بار حرارتی کندانسور () نیز افزایش می­یابد. بار حرارتی اواپراتور با دمای ژنراتور تغییر نمی­کند
دمای اواپراتور به فشار پایین سیستم اثر می­ گذارد. اگر دمای اواپراتور افزایش یابد، غلظت محلول رقیق و CR کاهش می­یابد. این افزایش دما با افزایش دمای آب خنک کننده ورودی به آن() تأمین می شود. از روی رابطه ۷-۴این تغییر باعث کاهش بار حرارتی جاذب می­ شود. از سوی دیگر، از روی رابطه ۷-۳ کاهش CR بار حرارتی ژنراتور را کاهش می­دهد(شکل۷-۳). با افزایش کوچکی در آنتالپی خروجی اواپراتور() مقدار اندکی افزایش در بار حرارتی اواپراتور ایجاد می­ کند. بار حرارتی کندانسور در این حالت ثابت باقی می­ماند.
شکل۷-۳ تغییرات بار حرارتی با دمای تبخیرکنننده (، = ،
، ، =)
زمانی که دمای کندانسور کاهش می­یابد، فشار بالای سیستم افزایش و غلظت محلول غلیظ کاهش می­یابد. این افزایش دما توسط افزایش دمای آب ورودی از برج خنک کن به کندانسور() تأمین خواهد شد. با کاهش غلظت محلول غلیظ، CR افزایش می­یابد، و در این مورد، بار حرارتی ژنراتور و جاذب افزایش پیدا می­ کند(شکل۷-۴). آنتالپی مایع اشباع() خروجی از کندانسور با افزایش دمای کندانسور، افزایش می­یابد. بنابراین موجب مقدار کمی کاهش در بار حرارتی کندانسور و اواپراتور می­ شود. با افزایش دمای جاذب، غلظت محلول رقیق به غلظت محلول غلیظ نزدیک شده و CR افزایش می­یابد. در نتیجه از روی روابط۷-۳و ۷-۴ بار حرارتی ژنراتوروجاذب افزایش می­یابد(شکل ۷-۵). هرچند، بار حرارتی کندانسور و اواپراتور تحت تأثیر دمای جاذب قرار ندارند و در این حالت ثابت باقی می­مانند.

شکل ۷-۴تغییرات بارهای حرارتی با دمای کندانسور (= ، ،
، = )

شکل۷-۵ تغییرات بارهای حرارتی با دمای جاذب (= ، = ، ، =)
تغییرات ضریب کارایی(COP وCOPc )و نسبت راندمان () با دمای کارکرد در شکل­های ۷-۶ تا ۷-۹ آمده است. مقادیر بالای COP وCOPc در دماهای بالای ژنراتور و تبخیرکننده حاصل می­ شود(شکل های ۷-۶ و ۷-۹). همانطور که در رابطه ۷-۱۰ مشاهده می­ شود، کارایی سیکل کارنو با افزایش دمای ژنراتور و تبخیرکننده بهبود می­یابد. تا زمانی که افزایش COPcاز COP سریعتر است، مقدار () رفته رفته کاهش می­یابد. در شکل­های ۷-۷ و ۷-۸ مشاهده می­ شود که مقادیر COP وCOPc با افزایش دمای کندانسور و جاذب کاهش می­یابند.

شکل۷-۶ تغییرات پارامترهای کارایی با دمای ژنراتور کننده (= ، = ،
، ، =)

شکل۷-۷تغییرات پارامترهای کارایی با دمای تبخیرکننده( = ،
، =)
زمانی که دمای کندانسور و جاذب افزایش می­یابد، بار حرارتی ژنراتور افزایش یافته و کارایی سیستم بدتر می­ شود. در حالی که مقدار () در بازه دمای کندانسور و جاذب بین ۳۰ درجه سانتیگراد و ۴۲ درجه سانتیگراد افزایش می­یابد، در دمای بیش از ۴۲ درجه به دلیل کاهش نسبی سریع COP، کاهش می­یابد.

۷-۱-۲ اثر مبدل بازیاب حرارتی محلول در کارکرد سیکل

اثر مبدل حرارتی محلول بر روی دمای سیال، کارایی سیستم و بارهای حرارتی اجزاء در اشکال ۷-۸ تا ۷-۱۳ داده شده است.