9481

9481

مدلسازي و بهينه سازي فني-اقتصادي سيستم پمپ حرارتي گازسوز با مبدل حرارتي صفحه اي گاز به آب

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك گرايش تبديل انرژي

اسفند ماه 1390

اسفند ماه 1390

دكتر صنايع

يكي از مهمترين دستگاه هاي تهويه مطبوع كه در ساليان اخير به دليل مصرف برق پايين در هر دو حالت سرمايش و گرمايش مورد استفاده قرار گرفته است پمپ حرارتي گاز سوز مي باشد چكيده يكي از مهمترين دستگاه هاي تهويه مطبوع كه در ساليان اخير به دليل مصرف برق پايين در هر دو حالت سرمايش و گرمايش مورد استفاده قرار گرفته است، پمپ حرارتي گازسوز مي باشد. سيستم پمپ حرارتي گازسوز هوا به آب، از دو سيكل مهم ترموديناميكي،سيكل تبريد تراكمي بخار و سيكل موتور احتراق داخلي گازسوز، به همراه يك سيكل گردش آب تشكيل شده است. در اين پايان نامه مدلسازي حرارتي يك پمپ حرارتي گازسوز هوا به آب با مبدل حرارتي صفحه اي، با استفاده از خصوصيات ترموديناميكي اجزا، شبكه عصبي مصنوعي و الگوريتم ژنتيك دو هدفه، در دو حالت كاركرد سرمايش و گرمايش و همچنين بهينه سازي فني-اقتصادي اين گونه سيستم ها صورت گرفته است. در حالت مدلسازي، پارامترهاي عملكردي سيستم از قبيل فشارهاي عملكرد، سوخت مصرفي موتور، دماي خروجي آب از مبدل حرارتي صفحه اي، سرعت دوراني موتور و نسبت انرژي ورودي دستگاه در حالت پايدار بررسي شد. مقايسه اين نتايج با مقادير متناظر از اندازه گيري، نشان از ميانگين اختلاف 34/2 % ، 97/2 % ، 78/4 %، 51/4 % و 70/4 % براي حالت سرمايش و 15/4 % 66/4 % ، 86/2 %، 73/5 % و 08/6 % براي حالت گرمايش داشت،كه صحت مدلسازي انجام شده را تاييد كرد. جهت بهينه سازي، مجموع هزينه هاي سيستم شامل هزينه سرمايه گذاري اوليه و هزينه هاي كاركرد به عنوان تابع هدف و بر اساس پارامترهاي فني-اقتصادي سيستم،معرفي شده است. در يك مطالعه موردي با تغيير هفت متغير تصميم گيري در محدوده مجاز عملكرد، مقدار بهينه تابع هدف با استفاده از تكنيك الگوريتم ژنتيك بدست آمد. در نقطه بهينه طراحي سيستم، هزينه سرمايه گذاري اوليه و عملكردي سيستم به ترتيب برابر 52/67 % و 48/32% از هرينه كل و نسبت انرژي ورودي سيستم در دو حالت سرمايش و گرمايش به ترتيب برابر 62/1 و 54/1 بدست آمد. در نهايت نيز مقادير ساير پارامترهاي عملكردي حاصل از مدلسازي سيستم در نقطه بهينه طراحي و حساسيت سنجي تغيير اين پارامترها با تغييرات قيمت سوخت و هزينه هاي سرمايه گذاري اوليه ارائه شد. واژه‌هاي كليدي: پمپ حرارتي گازسوز هوا به آب، مبدل حرارتي صفحه اي، مدلسازي و بهينهي