شماره ركورد
28538
پديد آورنده
رضا سندگل
عنوان
مدلسازي و بهينه سازي فني، اقتصادي و محيط زيستي سامانه پمپ حرارتي موتور گازي (GHP) براي كاربرد خانگي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
سيستمهاي انرژي - انرژي و محيط زيست
سال تحصيل
1399
تاريخ دفاع
1402/04/13
استاد راهنما
روح اله احمدي
دانشكده
فناوريهاي نوين
چكيده
امروزه كاهش سوخت¬هاي فسيلي و آلودگي ¬زيست محيطي دو چالش اساسي در مسير آينده جهان به شمار مي¬روند. حل اين مسائل در گرو تمركز بر دو راهبرد اصلي شامل: توسعه منابع انرژي جايگزين (به ويژه منابع انرژي تجديدپذير) و كاربردهاي آن¬ و بهبود بهره¬وري انرژي تجهيزات مصرف كننده سوخت¬هاي فسيلي است. به گزارش آژانس بين المللي انرژي مصرف انرژي با هدف سرمايش فضا از سال 1990 تا به امروز بيش از سه برابر رشد را تجربه نموده كه اين موضوع زنگ خطر بحران انرژي جهاني را بيشتر از پيش متوجه معضلات تامين سرمايش در آينده مي¬نمايد. لذا در پژوهش حاضر به دنبال ايجاد راهكاري مناسب به منظور پشت سر گذاشتن چالش¬هاي فوق ذكر، سامانه پمپ حرارتي موتورگازي (GHP ) ارائه شده¬است كه در كشور ژاپن به عنوان جديدترين نوع تهويه مطبوع با يك موتورگازسوز در سال 1982 به توليد رسيد.
با در نظر داشتن موضوعاتي از قبيل روند رو به¬ رشد مصرف برق در ايران، كمبود و قطعي¬هاي اخير برق در تابستان، عدم افزايش ظرفيت شبكه برق به علت فرسودگي نيروگاه¬ها و پديده گرمايش جهاني مي¬توان نتيجه گرفت كه بهرمندي از سامانه GHP راه حل اساسي و كارآمد براي عبور از اين بحران مي¬باشد. علاوه برآن سامانه GHP در اوج تقاضاي سرمايشي تابستان 7/21 درصد گاز بيشتري نسبت به سيستم¬هاي ديگر براي عمل سرمايش مصرف مي¬كند اين در حالي است كه اين سيستم بيش از 1/70 درصد از پيك مصرف گاز را در زمستان كاهش مي¬دهد.
در اين پژوهش به كمك دو نرم افزار EES و ديزاين بيلدر و چند نرم افزار جانبي ديگر مدلسازي، بهينه¬سازي و آناليز حساسيت بر روي پارامتر¬هاي مهم مدل پرداخته شده و ارزيابي¬هاي فني، اقتصادي و محيط زيستي انجام ¬پذيرفته است.
نتايج حاصل از تحقيق نشان مي¬دهد جايگزين كردن و ترويج سيستم GHP به عنوان يك سيستم دو منظوره گرمايشي و سرمايشي مي¬تواند آثار مثبتي را بر شاخص¬هاي مصرف انرژي و به ويژه زيست محيطي ايجاد نمايد. به طور كلي اين سيستم در مقايسه با سيستم¬هاي تهويه مطبوع مرسوم، 3/47 درصد انرژي اوليه كمتري را به مصرف مي¬رساند اما نتايج بررسي انتشارCO2 به طور ميانگين كاهش 8/62 درصدي را در اين مورد گزارش مي¬دهند چرا كه اغلب سيستم¬هاي تهويه مطبوع رايج در بازار بر پايه مصرف برق عمل كرده و تلفات تبديل و انتقال انرژي به شكل برق، انتشار CO2 بيشتري را شامل مي¬شود. همچنين بررسي¬هاي اقتصادي در حدود 85-45 درصد نسبت به ديگر سيستم¬ها كاهش يافته كه فارغ از برتري¬هاي فني و زيست محيطي، سبب توجيه پذيري اقتصادي هزينه اوليه تهيه دستگاه مي¬گردد.
همچنين آناليزهاي حساسيت بر روي پارامترهاي عملياتي نشان داد كه تنظيم دور موتور و كمپرسور در حالت بهينه، تاثيرات بسيار مثبتي بر مصرف سوخت دارد در اين پژوهش مقادير بهينه براي دور موتور در محدوده 1592 الي 1720 دور در دقيقه و دور كمپرسور براي حالت سرمايش و گرمايش به ترتيب 1758 و 2560 به دست آمده است. با توجه به بهينه¬سازي انجام شده مقدار هزينه كل كه از مجموع هزينه¬هاي عملياتي و سرمايه¬گذاري حاصل مي¬شود با هدف كمينه كردن آن با مقدار 1530 دلار در سال محاسبه شد. از هزينه كل سيستم سهم هزينه¬هاي جاري 3/37 درصد و هزينه¬هاي سرمايه¬گذاري تجهيزات 6/62 درصد بود.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/04/21
عنوان به انگليسي
Modeling and technical, economic and environmental optimization of gas engine heat pump (GHP) system for residential application
تاريخ بهره برداري
7/3/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رضا سندگل
چكيده به لاتين
Today, the reduction of fossil fuels and environmental pollution are two major challenges in the future of the world. The solution of these issues depends on focusing on two main strategies, including: development of alternative energy sources (especially renewable energy sources) and their applications, and improving the energy efficiency of equipment that consumes fossil fuels. According to the report of the International Energy Agency, energy consumption for the purpose of space cooling has experienced more than three times growth since 1990 until today, which raises the alarm of the global energy crisis more than ever before and the problems of providing cooling in the future. Therefore, in the current research, in order to create a suitable solution to overcome the above-mentioned challenges, the gas engine heat pump (GHP) system has been presented.
Keeping in mind issues such as the growing trend of electricity consumption in Iran, the recent shortage and outages of electricity in the summer, the lack of increase in the capacity of the electricity network due to the wear and tear of power plants and the phenomenon of global warming, it can be concluded that benefiting from The GHP system is a basic and efficient solution to overcome this crisis. In addition, the GHP system consumes 21.7% more gas than other systems during the peak cooling demand in summer, while this system reduces more than 70.1% of the peak gas consumption in winter.
give In this research, with the help of EES and Design Builder software and some other peripheral software, modeling, optimization and sensitivity analysis on the important parameters of the model have been done and technical, economic and environmental evaluations have been carried out. In addition, after verifying the design builder software with the help of the outputs from the EES software, a full comparison of the common air conditioning systems in home use with the GHP system is done.
The results of the research show that replacing and promoting the GHP system as a dual-purpose heating and cooling system can create positive effects on energy consumption and especially environmental indicators. In general, this system consumes 47.3% less primary energy compared to conventional air conditioning systems, but the results of the CO2 emission investigation report an average reduction of 62.8% in this case because Most of the common air conditioning systems in the market operate on the basis of electricity consumption, and the losses of energy conversion and transmission in the form of electricity include more CO2 emissions. Due to the lower and especially cheaper fuel consumption, the running costs of this system have been reduced by 45-85% compared to other systems, which, apart from the technical and environmental advantages, is the reason for the economic justification of the initial cost. The device turns.
كليدواژه هاي فارسي
سامانه پمپ حرارتي موتور گازي (GHP) , بهينه سازي فني، اقتصادي و محيط زيستي , كاربرد خانگي
كليدواژه هاي لاتين
Gas engine heat pump (GHP) system , technical, economic and environmental optimization , residential application
Author
reza sanadgol
SuperVisor
Rouhollah Ahmadi