شبیه سازی، تحلیل و بهینه سازی ترمودینامیکی دو چرخه جدید ترکیبی توان-تبرید با استفاده از انرژی کرایجونیک LNG

در مطالعه حاضر برای استفاده بهینه از انرژی کرایجونیک LNG و کاهش تلفات اگزرژی ناشی از اختلاف دمای بالا در فرایند انتقال گرما، دو چرخه جدید ترکیبی توان-تبرید معرفی گردید. چرخه های ترکیبی جدید شامل یک چرخه تبرید تراکمی-اجکتوری و دو چرخه رانکین با فشار کاری پایین و بالا می باشد که در آن توان مورد نیاز کمپرسور چرخه تبرید تراکمی-اجکتوری توسط توان تولیدی در توربین های دو چرخه رانکین تامین می شود.  از مزایای دو چرخه جدید ترکیبی می توان به افزایش انرژی سرمایی کسب شده در مقایسه با تبخیر مستقیم LNG اشاره نمود. با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک و فرض مدل سطح ثابت برای اجکتور تحلیل ترمودینامیکی و همچنین بهینه سازی برای هر دو چرخه جدید ترکیبی توان-تبرید انجام شد. با تحلیل پارامترهای طراحی مشاهده شد که با افزایش فشار تخلیه پمپ و کاهش فشار خروجی توربین چرخه رانکین فشار پایین راندمان گرمایی بیشینه، راندمان اگزرژی بیشینه و نسبت افزایش انرژی سرمایی در هر دو چرخه جدید ترکیبی توان-تبرید افزایش می یابد. با انجام بهینه سازی در مرزهای تعیین شده برای پارامترهای طراحی، بیشینه راندمان گرمایی و راندمان اگزرژی در چرخه І به ترتیب برابر %31/77 و %69/23، و در چرخه ІІ %49/87 و 95%/23 شد همچنین بیشترین نسبت افزایش انرژی سرمایی قابل کسب  نسبت به تبخیر مستقیم LNG، در دو چرخه І و ІІ به ترتیب %37/63 و %9/73 بدست آمد.