کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی نسخه تمام متن
283830 509118 2016 11 صفحه PDF 28 صفحه WORD دانلود کنید
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Simulation and multi-objective optimization of a combined heat and power (CHP) system integrated with low-energy buildings
ترجمه فارسی عنوان
شبیه سازی و بهینه سازی چند هدفه از سیستم تولید همزمان گرما و برق (CHP) ادغام شده در ساختمان های کم انرژی
کلمات کلیدی
شبیه سازی انرژی ساختمان، ساختمان های کم انرژی، تولید همزمان، میکرو توربین گاز (MGT)، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک (GA)، تحلیل اقتصادی، ملاحظات زیست محیطی
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. توصیف سیستم

جدول 1. پارامتر های طراحی C30 کپستون [29,30]

2.1 مدلسازی ترمودینامیک

شکل2. مقایسه بین مشخصات ترمودینامیکی مواد مورد استفاده در این مقاله مبنی بر مراجع [32,33]

2.2 تحلیل اکسرژی

جدول2. معادلات نرخ اتلاف اکسرژی و بهره وری اکسرژی برای اجزا نیروگاه

جدول3. پارامتر های ثابت مهم و مقادیر آنها

جدول4. متغیر های تصمیم گیری و مقادیر آنها

جدول5. معادلات برای محاسبه هزینه های خرید اجزا سیستم 

2.3 تحلیل ترمواکونومیکی

جدول6. ثابت های مورد استفاده در معادله جدول 5 برای هزینه خرید اجزا

2.4 تحلیل زیست محیطی

3. الگوریتم ژنتیک

4. نتایج و مباحثه

4.1 تایید مدل

جدول7. مقایسه بین پارامتر های C30 کپستون و متغیر های طراحی پیشنهاد شده در این مطالعه.

4.2 نتایج بهینه سازی

جدول8. مقایسه بین داده های بهینه سازی شده در مرجع [29] و در این مطالعه.

جدول9. پارامتر های GA

جدول10. معیار توقف برای بهینه سازی با GA

جدول11. مقادیر بهینه شده برای نسبت فشار سیستم مبتنی بر بهینه سازی بهره وری اکسرژی در TIT های متفاوت

4.3 تحلیل حساسیت

4.4 نتایج اقتصادی

5. نتیجه گیری
ترجمه چکیده
یکی از کاربرد های بدیع فناوری توربین گازی ادغام سیستم تولید همزمان برق و گرما (CHP) با میکرو توربین های گازی است که به طور گسترده در زمینه ی تولید پراکنده و ساختمان های کم انرژی شایع است. این رویکرد امید زیادی جهت برآورده کردن نیاز های الکتریکی و گرمایی ساختمان های مسکونی ایجاد کرده است. در این مطالعه، یک کد MATLAB توسعه داده شد تا عملکرد ترمواکونومیک یک توربین گازی مبتنی بر چرخه ی CHP شبیه سازی و بهینه سازی شود. سه پارامتر طراحی این چرخه که در این تحقیق در نظر گرفته شده اند عبارتند از نسبت فشار کمپرسور، دمای ورودی توربین، و نرخ جریان توده هوا. در ابتدا، دو تابع هدف شامل بهره وری اکسرژی و خروجی مفید نیرو انتخاب شدند تا سطح بیشینه ی آنها بدست آید. تغییر نرخ اتلاف اکسرژی و بهره وری اکسرژی با سه دمای ورودی توربین (1000، 1100، و 1200 کلوین) و سه نرخ جریان توده هوا (0.25، 0.3، و 0.35 کیلوگرم بر ثانیه) نیز برای هر مولفه مورد مطالعه قرار گرفتند. بهره وری اکسرژی تا حدود حداکثر 3% در این محدوده دمایی افزایش یافت. مبتنی بر تحلیل اکسرژی، پیشنهاداتی برای کاهش برگشت ناپذیری کلی چرخه ی ترمودینامیک ارائه شد. به منظور درک بهتر این مطالعه، یک تحلیل حساسیت نیز برای پارامتر های مهم انجام شد. در نهایت، مبتنی بر تحلیل اکسرژی و استفاده از توابع اقتصادی و زیست محیطی، یک رویکرد چند هدفه برای بهینه سازی عملکرد سیستم اتخاذ شد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
چکیده انگلیسی


• Proposed a methodology for design of MGT-based CHP systems to be used by decision makers.
• A computer simulation for the performance of the building integrated CHP system.
• A Pareto multiobjective genetic optimization approach for system performance.
• Offered suggestions to reduce the overall system irreversibilities.
• Optimum levels for thermoenviroeconomic objective and exergetic efficiency.

One of the novel applications of gas turbine technology is the integration of combined heat and power (CHP) system with micro-gas turbine which is spreading widely in the field of distributed generation and low-energy buildings. It has a promising great potential to meet the electrical and heating demands of residential buildings. In this study, a MATLAB code was developed to simulate and optimize the thermoeconomic performance of a gas turbine based CHP cycle. Three design parameters of this cycle considered in this research are compressor pressure ratio, turbine inlet temperature, and air mass flow rate. Firstly, two objective functions including exergetic efficiency and net power output were chosen to achieve their maximum level. Variation of exergy destruction rate and exergetic efficiency with three turbine inlet temperatures (1000, 1100, and 1200 K) and three air mass flow rates (0.25, 0.3, and 0.35 kg/s) were also studied for each component. Exergetic efficiency increased relatively to maximum 3% within this temperature limit. Based on the exergetic analysis, suggestions were given for reducing the overall irreversibility of the thermodynamic cycle. To have a good insight into this study, a sensitivity analysis for important parameters was also carried out. Finally, based on the exergy analysis and utilization of economic and environmental functions, a multi-objective approach was taken to optimize the system performance.

Figure optionsDownload as PowerPoint slide

ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Building Engineering - Volume 5, March 2016, Pages 13–23
نویسندگان
, , , , ,