Exergy-based ecological optimization for an endoreversible variable-temperature heat reservoir air heat pump cycle



Título del documento: Exergy-based ecological optimization for an endoreversible variable-temperature heat reservoir air heat pump cycle
Revue: Revista mexicana de física
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000348064
ISSN: 0035-001X
Autores: 1
2
2
Instituciones: 1Beijing University of Technology, Institute of Civil and Architectural Engineering, Beijing. China
2Naval University of Engineering, Postgraduate School, Wuhan, Hubei. China
Año:
Periodo: Abr
Volumen: 55
Número: 2
Paginación: 112-119
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, teórico
Resumen en español Un analisis y una optimizacion ecologicos de funcionamiento basados en el analisis exergetic se realiza en este papel para un ciclo endoreversible de la pompa de calor del aire con los depositos del calor de la variable-temperatura. Un criterio ecologico exergy-basado de la optimizacion, que consiste en el maximizar de una funcion que representa el mejor compromiso entre el ındice de salida del exergy y el ındice de la perdida del exergy (producto de la temperatura de la tarifa y del ambiente de la generacion de la entropıa) del ciclo de la pompa de calor, se toma como la funcion objetiva. La relacion analıtica de la funcion ecologica exergy-basada se deriva. Los efectos del cociente de la presion, de la eficacia de los cambiadores de calor, del cociente de la temperatura de la entrada de los depositos del calor y del cociente de la temperatura de la entrada del deposito del calor del caliente-lado a la temperatura ambiente en la funcion ecologica se analizan. Las optimizaciones del funcionamiento del ciclo son realizadas buscando la distribucion optima de la conductancia del calor de los cambiadores calientes y del frıo-lado de calor para el inventario total fijo del cambiador de calor y la tarifa optima de la capacidad de calor que empareja entre el lıquido de funcionamiento y los depositos del calor, respectivamente. Las influencias de algunos parametros de diseno, incluyendo inventario del cambiador de calor y el ındice de capacidad de calor del lıquido de funcionamiento en el funcionamientooptimo de la pompa de calor endoreversible del aire son proporcionadas por ejemplos numericos. Los resultados demuestran que la optimizacion ecologica exergy-basada es un criterio importante y eficaz para la evaluacion de las pompas de calor del aire
Resumen en inglés An ecological performance analysis and optimization based on the exergetic analysis is carried out in this paper for an endoreversible air heat pump cycle with variable-temperature heat reservoirs. An exergy-based ecological optimization criterion, which consists of maximizing a function representing the best compromise between the exergy output rate and exergy loss rate (entropy generation rate and environment temperature product) of the heat pump cycle, is taken as the objective function. The analytical relation of the exergy-based ecological function is derived. The effects of pressure ratio, the effectiveness of the heat exchangers, the inlet temperature ratio of the heat reservoirs and the ratio of hot-side heat reservoir inlet temperature to ambient temperature on ecological function are analyzed. The cycle performance optimizations are performed by searching the optimum distribution of heat conductance of the hot- and cold-side heat exchangers for fixed total heat exchanger inventory and the optimum heat capacity rate matching between the working fluid and the heat reservoirs, respectively. The influences of some design parameters, including heat exchanger inventory and heat capacity rate of the working fluid on the optimal performance of the endoreversible air heat pump are provided by numerical examples. The results show that the exergy-based ecological optimization is an important and effective criterion for the evaluation of air heat pumps
Disciplinas: Física y astronomía
Palabras clave: Termodinámica y física estadística,
Función ecológica,
Calor,
Aire,
Temperatura,
Termodinámica
Keyword: Physics and astronomy,
Thermodynamics and statistical physics,
Ecological function,
Heat,
Air,
Temperature,
Thermodynamics
Texte intégral: Texto completo (Ver PDF)