EXERGOECONOMIC ANALYSES OF A NOVEL SOLAR ORGANIC RANKINE CYCLE İNTEGRATED WITH CASCADED VAPOR ABSORPTION-COMPRESSION REFRIGERATION SYSTEM

Abstract

ABSTRACT

This research proposes a model for a solar combined cooling heating power (SCCHP) system that combines cooling, heating, and electricity generation. The system is precisely engineered to cater to the needs of government institutions, large-scale hospitals, and residential complexes located in Baghdad, Iraq. The system undergoes a 3E investigation, examining energy, exergy, and exergoeconomic aspects. The SCCHP system generates 210 kW of electricity, 3965 kW of heat, and has a cooling load of 249.4 kW. The system's energy efficiency was calculated to be 76.55%, while its exergy efficiency was judged to be 17.75%. The exergoeconomic factor of the SCCHP system was calculated as 63.32%, showing that the fraction of costs associated with exergy destruction is lower than the initial capital investment cost of the system. The exergoeconomic importance of the solar power tower collectors (SPTC) and ORC evaporator is most significant. An investigation is conducted into the impact of ORC working fluid change and ORT inlet temperature. Octane is more efficient from a work net and exergoeconomic standpoint, while R245fa is more efficient from an energy and exergy standpoint. Increasing the ORT inlet temperature reduces the work net, increases the total cost rate, and diminishes the thermal and exergy efficiencies of the system.

ÖZET

Bu araştırma, soğutma, ısıtma ve elektrik üretimini birleştiren bir güneş enerjili birleşik soğutma ısıtma gücü (SCCHP) sistemi için bir model önermektedir. Sistem, Bağdat, Irak'ta bulunan devlet kurumları, büyük ölçekli hastaneler ve konut komplekslerinin ihtiyaçlarını karşılamak için hassas bir şekilde tasarlanmıştır. Sistem enerji, ekserji ve eksergoekonomik açılardan incelenerek 3E araştırmasına tabi tutulmuştur. SCCHP sistemi 210 kW elektrik, 3965 kW ısı üretmekte ve 249,4 kW soğutma yüküne sahiptir. Sistemin enerji verimliliği %76,55 olarak hesaplanırken, ekserji verimliliği %17,75 olarak değerlendirilmiştir. SCCHP sisteminin ekserjoekonomik faktörü %63,32 olarak hesaplanmıştır, bu da ekserji yıkımı ile ilişkili maliyetlerin sistemin ilk sermaye yatırım maliyetinden daha düşük olduğunu göstermektedir. Güneş enerjisi kule kolektörlerinin (SPTC) ve ORC buharlaştırıcının ekserjoekonomik önemi en büyüktür. ORC çalışma sıvısı değişimi ve ORT giriş sıcaklığının etkisi üzerine bir araştırma yapılmıştır. Oktan, iş ağı ve ekserjoekonomik açıdan daha verimliyken, R245fa enerji ve ekserji açısından daha verimlidir. ORT giriş sıcaklığının artırılması net işi azaltmakta, toplam maliyet oranını artırmakta ve sistemin termal ve ekserji verimliliğini azaltmaktadır