دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

صفحه اصلی / دومین کنفرانس ملی فناوری های نوین در انرژی و مواد

مدلسازی ترمودینامیک و امکان سنجی بازیافت انرژی حرارتی از دودکش هیتر ایستگاههای اصلی گاز(CGS) با استفاده از تکنولوژی ترموالکتریک

نویسندگان :

کامران اسلامی¹ نادر رهبر² هادی کارگر شریف آباد³

1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان 2- دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان 3- دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم

کلمات کلیدی :

بازیافت حرارتی،،ترموالکتریک ژنراتور،،ضریب سیبک،،مقاومت هیت سینک،،تولید توان الکتریکی.

چکیده :

در ایستگاههای تقلیل فشار گاز (CGS) در مبادی ورودی شهرها، از هیتر برای گرم کردن گاز بمنظور جلوگیری از یخ زدگی آن استفاده می‌شود. بخش عمده ای از گرمای حاصل از احتراق گاز، از طریق دودکش به محیط منتقل شده که هدر رفت بالای انرژی، يکی از مهمترين معايب این هیترها محسوب می شود. به همين دليل يکی از بهترين گزينه ها، استفاده از ترموالکتريک ژنراتور برای استفاده از انرژی هدررفته از اگزوز هیترها می باشد. در این مقاله به بررسی، مدلسازی ریاضی و ترمودینامیکی یک سیستم بازیافت حرارتی ترموالکتریکی از دودکش هیترهای ایستگاه تقلیل فشار گاز پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که ولتاژ تولیدی سیستم تابعی از ضریب سیبک ترموالکتریک، تعداد ترموالکتریک، مقاومت هیت سینک، ضریب رسانایی ترموالکتریک و اختلاف دمای دودکش و محیط اطراف می باشد. همچنین، اختلاف دمای بین لوله و محیط اطراف، تاثیر مستقیم بر روی ولتاژ تولیدی سیستم دارد. این در حالی است که مقاومت هیت سینک تاثیر معکوس بر ولتاژ تولیدی خواهد داشت، تاجاییکه در اختلاف دمای 300 درجه سانتیگراد، با کاهش 100 برابری مقاومت هیت سینک، ولتاژ تولیدی بیش از 3 برابر افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان می دهند که ضریب سیبک تاثیر مستقیم در مقدار بازیافت حرارت به صورت ولتاژ الکتریکی داشته و افزایش ضریب سیبک منجر به افزایش ولتاژ الکتریکی و کاهش آن باعث کاهش ولتاژ تولیدی خواهد شد. بیشترین ولتاژ تولیدی برابر 84/13 ولت و در اختلاف دمای 300 درجه سانتیگراد تخمین شده می شود.