تحلیل ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی سیستم ترکیبی مبدل حرارتی جذبی، چرخه رانکین آلی و آب‌شیرین‌کن اسمز معکوس

در این تحقیق، تحلیل ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی سیستم ترکیبی مبدل حرارتی جذبی، چرخه رانکین آلی و آب‌شیرین‌کن اسمز‌ معکوس با هدف تولید الکتریسیته و آب شیرین از منابع دما پایین انجام شده است. کلیه آنالیز‌ها براساس قوانین ترمودینامیک و ترمواکونومیک می‌باشد. نتایج نشان می‌دهند که در سیستم مبدل حرارتی جذبی با دستیابی به ضریب عملکرد 0.4372 مقدار 494.7 کیلووات انرژی حرارتی در ابزوربر حاصل می‌شود که دمای آن تا 105 درجه سلسیوس افزایش می‌یابد. با انتقال این مقدار حرارت به سیستم رانکین آلی، مقدار 63.18 کیلووات الکتریسیته تولید می‌شود. با مصرف این مقدار الکتریسیته در سیستم اسمزمعکوس، 216.2 مترمکعب در روز آب شیرین تولید می‌گردد که هزینه این مقدار آب تولید شده 2.217 دلار به ازای هر مترمکعب به‌دست می‌آید. همچنین در تحلیل ترمواکونومیک مقدار هزینه بر واحد اگزرژی تمام نقاط سیستم و هزینه الکتریسیته و آب تولید شده محاسبه شد. در ادامه مقدار هزینه تراز شده الکتریسیته در نرخ‌های حرارت اتلافی مختلف مورد بررسی قرار گرفته، براساس نتایج با افزایش مقدار نرخ حرارت، هزینه تراز شده الکتریسیته کاهش می‌یابد. همچنین تاثیر تغییرات هزینه‌سرمایه‌گذاری هر سیستم و نرخ بهره واقعی بر روی هزینه آب شیرین تولید شده مورد مطالعه قرار گرفته است.

Thermodynamic and Thermo-Economic Analysis of the Absorption Heat Transformer, Organic Rankine Cycle, and Reverse Osmosis Desalination Combined System

In this study, the thermodynamic and thermoeconomic analysis of an absorption heat transformer, organic Rankine cycle and reverse osmosis desalination combined system was performed aiming at generation the electricity and fresh water from lowtemperature heat sources. All analyses are based on the thermodynamic and thermoeconomic laws. The results have shown that the absorption heat transformer with the coefficient of performance of 0.4372 produces 494.7 kW of thermal energy at a temperature of 105°C in the absorber. By applying the absorption heat transformer produced thermal energy, it is possible to produce 63.18 kW of electricity in the organic Rankine cycle. By using this amount of electricity in the reverse osmosis system, 216.2m3/day of freshwater is produced at the cost of 2.217$/m3. Also, in thermoeconomic analysis, the unit cost of the exergy for all points of the system and the unit cost of the electricity and fresh water were calculated. The levelized cost of electricity at different heat rates was determined and it was shown that the levelized cost of electricity is reduced when the heat rate is increased. Also, the effects of the capital cost of each system and real interest rate changes on the unit cost of the fresh water were studied.