مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مقایسه‌ی تاثیر انتخاب بهینه‌سازی زیست‌محیطی و بهینه سازی چند معیاره؛ انرژی، اقتصادی و زیست محیطی بر عملکرد سیستم CCHP

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد
2 استاد مدعو
3 ریاست دانشکده مهندسی
چکیده
در پژوهش حاضر به بررسی تاثیر سیستم تولید همزمان برق، حرارت و برودت(CCHP)، در کاهش انتشار آلاینده‌ها پرداخته شده است. مطالعه موردی، یک هتل 80 اتاقی واقع در شهر زاهدان در نظر گرفته شده و در طراحی سیستم تولید همزمان برای این هتل، از موتور‌گازسوز (با قابلیت عملکرد در بار جزیی) به عنوان محرک اولیه استفاده شده است. در گام اول، فرایند بهینه‌سازی به منظور دست‌یابی به ماکزیمم کاهش انتشارآلاینده‌ها در حالت امکان فروش برق به شبکه انجام شده است. سپس با معرفی تابعی چند معیاره تحت عنوان درصد سود سالیانه نسبی(PRAB) به طراحی سیستم تولید همزمان پرداخته شده و نتایج مربوط به این دو مرحله با هم مقایسه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد سیستم‌های CCHP تاثیر چشمگیری در کاهش انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی CO2 CO , و NOx دارند. به طوری‌که در محدوده‌ی گسترده‌ای از ظرفیت‌های نامی موتورگازسوز، درصد کاهش انتشار هر سه آلاینده مثبت بدست می‌آید. از طرفی نتایج نشان می‌دهد که دستیابی به ماکزیمم کاهش انتشار آلاینده‌های نامبرده نیازمند انتخاب محرک‌هایی با ظرفیت‌های 4975E_(nom,max⁡(RNO_x))= ،〖 E〗_(nom,max(RCO))=2875 و 〖 E〗_(nom,max⁡⁡(RCO_2))=1975 کیلووات است. درحالی که با پیاده‌سازی تابع چند معیاره (PRAB)، ظرفیت〖 E〗_(nom,max⁡(PRAB))=2150kW با بیشترین سود و تاثیر بالایی از کاهش انتشار آلاینده‌ها بدست می‌آید. در نهایت با افزایش تعداد محرک اولیه از یکی به دو الی سه محرک، تاثیر تعداد محرک اولیه به عنوان پارامتر طراحی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، که با افزایش تعداد محرک اولیه سود سالیانه نسبی و کاهش انتشار آلاینده‌ها به ترتیب کاهش و افزایش می‌یابند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Comparison of selection effect environmental optimization and multi-criteria optimizations; energy, economic and environmental in performance of CCHP system

نویسندگان English

Fateme Tavakoli Dastjerd 1
Mohammad Mustafa Ghafuoryan 2
Saeed Farahat 3
چکیده English

In present paper, the effect of combined cooling, heating and power generation systems(CCHP) in the reduction of pollutants emission have been investigated and a hotel with 80 rooms in Zahedan have been selected as case study , also gas engine (With part-load operation) as prime mover for design CCHP system. In this work is assumed that sell electricity to grid is possible. At the first phase, optimization for access to maximum reduce Pollutants emission have been done, at the other phase, a multi-criteria function has been introduced and the optimization process, with Percentage of Relative Annual Benefit (PRAB) has been investigated and the results of these two phases, have been compared together. Results show, CCHP systems have a high effect in reduce environmental pollutants emission CO, CO2 and NOx, as the percent reduce pollutants emission is positive in an extensive range of nominal power of gas engine. Also results show for access to maximum reduce pollutants emissions , CO2, CO and NOx, annual benefit as multi-ceritria objective function a gas engine with nominal power 2050kW is needed; in this case in addition to the most annual benefit also have a good effect for reducing Pollutants emission. In the end, the effect of the number of prime mover as designing parameter assessed with increase from one into two and three numbers. Results show increasing prime mover, cause decrease Relative Annual Benefit and pollutants emission.

کلیدواژه‌ها English

Reduce pollutants emission
combined cooling
heating and power generation system (CCHP)
gas engine
separation cooling
heating and power generation system (SCHP)