Performance Analysis of Different Working Fluids in Integrated System of Cascade Refrigeration cycle and organic rankine cycle

Khalilzadeh, Saman and Ghaebi, Ghaebi (2016) Performance Analysis of Different Working Fluids in Integrated System of Cascade Refrigeration cycle and organic rankine cycle. Masters thesis, university of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (ارزیابی عملکرد استفاده از سیال‌های عامل مختلف در ترکیب سیکل تبرید آبشاری و سیکل ارگانیک رانکین)
Saman Khalilzadeh.pdf

Download (574kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

In the current study, a new integrated system is provided to prevent wasting energy and reducing power consumption. This system consists of cascade refrigeration system (cooling) and organic Rankine cycle (power generation). These two cycles are combined with each other by a heat exchanger. In fact, this heat exchanger plays the role of condenser for cascade refrigeration cycle and also evaporator for organic Rankine cycle. In this way, the waste heat in a cascade refrigeration cycle is used to generate steam in organic Rankine cycle. Using EES program, thermodynamic, exergetic and thermoeconomic analyses were applied. The main purpose of this study is to reduce the power consumption of a cascade refrigeration cycle. Thus, the evaporator temperature, condensing temperature of heat exchanger 1, condensing temperature of heat exchanger 2, the pressure ratio and mass flow of the organic Rankine cycle were selected as optional parameters in order to reduce power consumption in cascade refrigeration cycle. The results revealed that using the working fluids of R404A, R717 and R11 respectively in the low temperature refrigeration cycle, high temperature refrigeration cycle and organic Rankine cycle would produce cooling at -50 ° C and also reduce the power consumption to 36.05% in the cascade refrigeration cycle. Furthermore, the findings showed that this integrated system would increase the coefficient performance of the whole system. Considering the parametric study of the impact of selected parameters on the performance of the integrated (combined) system showed that by increasing the temperature of the evaporator and the condensing temperature of heat exchanger 1, the coefficient performance of integrated system would enhance. In addition, increasing the heat exchanger 2 , the pressure ratio in low temperature refrigeration cycle and high temperature refrigeration cycle, the coefficient performance of integrated system would increase.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: ارزیابی عملکرد استفاده از سیال‌های عامل مختلف در ترکیب سیکل تبرید آبشاری و سیکل ارگانیک رانکین
Persian Abstract: در این پروژه یک سیستم تلفیقی جدید با هدف جلوگیری از اتلاف انرژی و کاهش توان مصرفی ارائه شده است. سیستم ارائه شده از ترکیب سیکل تبرید آبشاری (سیکل تولید برودت) و سیکل ارگانیک رانکین (سیکل تولید توان) تشکیل شده است. دو سیکل نامبرده به وسیله یک مبدل حرارتی با هم ترکیب می¬شوند در واقع این مبدل حرارتی نقش کندانسور برای سیکل تبرید آبشاری و نقش اواپراتور برای سیکل ارگانیک رانکین را دارد به این ترتیب از حرارت اتلافی سیکل تبرید آبشاری برای تولید بخار در سیکل ارگانیک رانکین استفاده می¬شود. با استفاده از برنامه EES تحلیل ترمودینامیکی، اگزرژتیکی و ترمواکونومیکی روی سیستم تلفیقی صورت گرفت. هدف اصلی این پروژه کاهش توان مصرفی سیکل تبرید آبشاری بود، به همین دلیل با انتخاب دمای اواپراتور، دمای تقطیر مبدل حرارتی¬1، دمای تقطیر مبدل حرارتی¬2، نسبت فشار¬ها و دبی جرمی سیکل ارگانیک رانکین به عنوان پارامتر¬های انتخابی، سعی در کاهش هر چه بیشتر توان مصرفی سیکل تبرید آبشاری داشتیم. نتایج بدست آمده نشان داد که در صورت استفاده از سیال¬های عامل R502، R717 و R141b به ترتیب در سیکل تبرید دما پایین، تبرید دما بالا و سیکل ارگانیک رانکین، ضمن ایجاد برودت در دمای 50- درجه سانتی¬گراد توان مصرفی سیکل تبرید آبشاری تا 05/36 درصد کاهش خواهد یافت. در ادامه نتایج نشان داد که این سیستم تلفیقی باعث افزایش ضریب عملکرد کل سیستم خواهد شد. مطالعه پارامتریک بر روی تأثیر پارامتر¬های انتخابی بر روی عملکرد سیستم تلفیقی نشان داد که با افزایش دمای اواپراتور و دمای تقطیر مبدل حرارتی¬1، ضریب عملکرد سیستم تلفیقی افزایش و با افزایش دمای مبدل حرارتی¬2، نسبت فشار سیکل تبرید دما پایین و سیکل تبرید دما بالا، ضریب عملکرد سیستم تلفیقی افزایش خواهند یافت.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Ghaebi, HadiUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 21 Oct 2018 11:01
Last Modified: 21 Oct 2018 11:01
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1106

Actions (login required)

View Item View Item