بررسی ترمودینامیکی بازیابی حرارت اتلافی از سیکل هیبرید پیل سوختی پلیمری و سیکل تبرید تراکمی توسط سیکل ارگانیک رانکین مجهز به ریژنراتور

بازیابی حرارتی نقش مهمی در مدیریت منابع انرژی ایفا میکند و منجر به افزایش بازده و کاهش هزینههای مصرف سوخت مورد نیاز برای فرآیندها میشود. وجود میزان بالای تلفات حرارتی دما پایین در صنایع مختلف موجب روی آوردن به روشهایی برای بازیابی این تلفات حرارتی میشود. پیل سوختی پلیمری علاوه بر اینکه انرژی شیمیایی را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل میکند، مقداری تلفات حرارتی دارد. همچنین حرارت اتلافی سیکل تبرید تراکمی در کندانسور سیکل خارج میشود که قابل بازیابی است. سیکل ارگانیک رانکین یک راهکار عملیاتی مناسب برای تولید توان از این منابع بسیار اتلافات حرارتی دما پایین میباشد. در این مطالعه به بررسی بازیابی حرارتی از سیکل هیبرید پیل سوختی پلیمری و سیکل تبرید تراکمی توسط سیکل ارگانیک رانکین با استفاده از نرم افزار تحلیل ترمودینامیکی Aspen Hysys V8.8 پرداخته شده است. از گرمای اتلافی پیل سوختی و همچنین حرارت خروجی کندانسور سیکل تبرید برای تولید بخار در اواپراتور سیکل ارگانیک رانکین استفاده میشود. همچنین توان تولیدی سیکل ارگانیک رانکین صرف توان مصرفی کمپرسور سیکل تبرید تراکمی میشود. پیل سوختی مورد بررسی مجهز به مخزن هیدرید فلزی، پیشگرمکن هیدروژن و کمپرسور هوا میباشد. علاوه بر استفاده از حرارت اتلافی سیستم در تولید توان، مقداری از آن صرف تجهیزات سیستم پیل سوختی از جمله مخزن هیبرید فلزی و پیش گرمکن هیدروژن می-شود. همچنین بازیابی حرارتی از هوای خروجی از کمپرسورنیز انجام میشود. در این مطالعه تاثیر نسبت تراکم توربین سیکل ORC و همچنین راندمان حرارتی پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که با افزایش نسبت تراکم توربین ORC ، راندمان حرارتی سیستم کاهش مییابد. همچنین با افزایش راندمان حرارتی پیل سوختی نیز راندمان حرارتی کل سیتم کاهش مییابد.

کلیدواژه ها:

بازیابی حرارت اتلافی ، پیل سوختی پلیمری ، سیکل ارگانیک رانکین ، سیکل تبرید تراکمی ، تحلیل ترمودینامیکی