13573

13573

مدلسازي و بهينه‌سازيپمپ‌حرارتي زمين‌گرمايي هيبريد

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

آبان ماه 1393

آبان ماه 1393

دكتر سپهر صنايع

چكيده به دليل محدود بودن منابع انرژي حاصل از سوخت‌هاي فسيلي، تلاش براي به كارگيري و گسترش استفاده از منابع نو و تجديدپذير انرژي مانند انرژي باد، انرژي خورشيد، امواج دريا و انرژي زمين گرمايي در جهان هر روز بيشتر مي‌شود. يكي از راه‌هاي بهره‌برداري از اين منابع انرژي براي سيستم‌هاي سرمايش و گرمايش ساختمان‌ها، استفاده از پمپ‌هاي حرارتي زمين گرمايي است. اما با توجه به اينكه اولا هزينه اوليه مبدل زمين‌گرمايي زياد است و ثانيا مقدار حرارت داده شده به زمين در تابستان و گرفته شده از زمين در زمستان برابر نيست و باعث ايجاد نابالانسي حرارتي در زمين مي‌شود، از پمپ هاي حرارتي زمين گرمايي هيبريد با منابع كمكي براي سرمايش و گرمايش استفاده مي‌شود. در پژوهش اخير پس از معرفي اجمالي سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي هيبريدي، به مدلسازي E4 (انرژي، اگزرژي، محيط زيستي و اقتصادي) و بهينه‌سازي دو هدفه با استفاده از الگوريتم ژنتيك براي پمپ حرارتي زمين گرمايي هيبريد به كمك كلكتور خورشيدي لوله خلا براي گرمايش و برج خنك كن براي سرمايش پرداخته شده است. نكته قابل توجه اين است كه هم در حالت سرمايش و هم در حالت گرمايش از منابع كمكي استفاده مي‌شود. جهت بهينه سازي سيستم فوق يازده متغير به عنوان متغير هاي تصميم‌گيري درنظر گرفته شده است. نرخ هزينه (شامل سرمايه گذاري اوليه و مصرف الكتريسيته و پنالتي كربن‌دي‌اكسيد) و تخريب اگزرژي سيستم‌، به عنوان توابع هدف انتخاب شدند. بعد از به دست آوردن مرز بهينه در نمودار جبهه پارتو، براي انتخاب نقطه بهينه، روش LINMAP به كار گرفته شد. پس از آن نتايج حاصل از بهينه سازي مورد بررسي و تجزيه تحليل قرار گرفت. در نهايت نيز پيشنهاداتي به منظور دستيابي به نتايج بهتر و بهبود سيستم مذكور بيان شد. كلمات كليدي: پمپ حرارتي زمين گرمايي هيبريدي، برج خنك كن، كلكتور خورشيدي لوله خلا، بهينه سازي چند هدفه، اگزرژي