25447

تحليل فني و اقتصادي سيستم هاي توزيع انرژي حرارتي در مصارف خانگي و ميزان اثر بخشي آن در بهينه سازي مصرف انرژي

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي- انرژي و محيط زيست

1400

1400/7/8

دكتر ابوالفضل احمدي

فناوري هاي نوين

توسعه روزافزون تكنولوژي در حوزه بهره بري از منابع انرژي در تامين نياز واحد هاي مصرف با رويكرد كاهش مصرف انرژي و افزايش راندمان شبكه هاي توزيع از ديرباز مورد توجه محققين در اين حوزه بوده است. با توجه به بالا بودن هزينه هاي تامين انرژي و تغيير ميزان تقاضاي انرژي در واحدهاي مصرف بالاخص مصارف خانگي در بازه هاي زماني مختلف، تمركز بر افزايش راندمان شبكه هاي انتقال انرژي و كاهش ميزان هدر رفت آن باعث افزايش بهره بري در هر سيستم انرژي مي گردد. هدف اصلي پروژه استفاده از ابزارهاي مهندسي در طراحي بهينه شبكه توزيع انرژي حرارتي در مصارف خانگي مي باشد. جهت دستيابي به اين هدف فرآيند توزيع انرژي متناسب با ميزان تقاضاي واحدهاي مصرف در يك پروژه نمونه مورد ارزيابي فني و اقتصادي قرار مي گيرد و از نتايج بدست آمده در طراحي بهينه شبكه انتقال انرژي حرارتي استفاده مي شود. سيستم انرژي نشان داده شده در اين پروژه به عنوان يك پروژه نمونه جهت تحليل و بررسي شبكه توزيع انرژي از مولد انرژي تا مصرف كنند هاي آن مي باشد. اين شبكه، به وسيله ابزار مدلسازي انرژي همراه با تحليل ترموديناميكي سيستم، مورد ارزيابي قرار مي گيرد. جهت مقايسه روش هاي توزيع در حالت ها مختلف شبيه سازي و نتايج بدست آمده با هم مقايسه مي گردد. استفاده از ابزار شبيه سازي، شرايط حاكم بر شبكه در بازه زماني سالانه را بررسي و جم آوري و صحت سنجي اين اطلاعات با معادلات پايه كمك شاياني در تحليل شبكه هاي انتقال خواهد كرد. در اين پروژه عوامل تاثير گذار در سيستم توزيع و انتقال انرژي حرارتي از مولد تا مصرف كننده در مصارف خانگي، متناسب با ميزان تقاضاي انرژي در واحدهاي مصرف در يك مدل رياضي با هدف افزايش دسترس پذيري انرژي در واحدهاي مصرف و كاهش هدر رفت انرژي در مسير انتقال مورد تحليل فني و اقتصادي قرار مي گيرد. جهت دستيابي به اين هدف فرآيند ميزان تقاضاي انرژي در واحدهاي مصرف در شرايط مختلف مورد ارزيابي قرار گرفته و از نتايج بدست آمده در طراحي شبكه بهينه جهت انتقال انرژي از مولد تا مصرف كننده در يك پروژه نمونه استفاده شده است. در نهايت نتايج بدست آمده در طراحي از نظر فني و اقتصادي با يك مدل رياضي، مدلسازي و با استفاده از نتايج شبيه سازي، ميزان اثر بخشي عوامل تاثير گذار در كاهش هدر رفت انرژي در سيستم توزيع مورد ارزيابي فني و اقتصادي قرار مي گيرد. جهت مدلسازي شبكه هاي انتقال انرژي حرارتي در مصارف خانگي با محوريت ارزيابي شبكه انتقال انرژي حرارتي با استفاده از تحليل ترموديناميكي نياز به تعريف روابط محاسباتي در نرم افزارهاي شبيه سازي مي باشد كه نرم افزار ترنسيس بعنوان يكي از نرم افزارهاي مرجع اين امكان را به كاربر ميدهد. در نتيجه در اين تحقيق جهت مدلسازي از نرم افزار ترنسيس كه داراي قابليت هاي بالايي مي باشد، استفاده شده است. جهت صحت سنجي محاسبات در اين پروژه علاوه بر مقايسه نتايج با معادلات پايه، از ده ها موتورخانه در حال بهره برداري و پروژه هاي ساختماني مشابه در حال طراحي و ساخت بازديد به عمل آمده و نتايج تحقيق با نمونه هاي مشابه مقايسه گرديده است

1400/08/01

Technical and economic analysis of thermal energy distribution systems in household consumption and its effectiveness in optimizing energy consumption

9/30/2022 12:00:00 AM

The increasing development of technology in the field of utilization of energy resources in meeting the needs of consumption units with the approach of reducing energy consumption and increasing the efficiency of distribution networks has long been considered by researchers in this field. Due to high energy supply costs and changes in energy demand in consumption units, especially household consumption in different time periods, focusing on increasing the efficiency of energy transmission networks and reducing its waste will increase efficiency in any energy system. The main goal of the project is to use engineering tools in the optimal design of the thermal energy distribution network for home use. To achieve this goal, the energy distribution process in accordance with the demand of consumption units in a sample project is technically and economically evaluated and the results obtained are used in the optimal design of the thermal energy transmission network. The energy system shown in this project is a sample project to analyze and review the energy distribution network from the generator to its consumers. This network is evaluated by energy modeling tools along with system thermodynamic analysis. To compare the distribution methods in different simulation modes, the results are compared. The use of simulation tools will examine the conditions governing the network in the annual period and the collection and validation of this information with the basic equations will be of great help in the analysis of transmission networks. In this project, the effective factors in the distribution and transfer system of thermal energy from generator to consumer in household consumption, in proportion to the amount of energy demand in consumption units in a mathematical model with the aim of increasing energy availability in consumption units and reducing energy waste along the way. The transfer is analyzed technically and economically. In order to achieve this goal, the process of energy demand in consumption units in different conditions has been evaluated and the results obtained in designing an optimal network for energy transfer from generator to consumer in a sample project have been used. Finally, the results obtained in the design from a technical and economic point of view with a mathematical model, modeling and using simulation results, the effectiveness of effective factors in reducing energy waste in the distribution system is evaluated technically and economically. In order to model thermal energy transmission networks in home applications with the focus on evaluating the thermal energy transmission network using thermodynamic analysis, it is necessary to define computational relationships in simulation software, which TRNSYS software as one of the reference software allows the user. As a result, in this research, TRNSYS software, which has high capabilities, has been used for modeling. In order to verify the calculations in this project, in addition to comparing the results with the basic equations, dozens of motorhomes in operation and similar construction projects under design and construction were visited and the research results were compared with similar samples.

بهينه سازي انرژي , انرژي حرارتي , شبكه هاي توزيع , مصارف خانگي

Energy Optimization , Thermal energy , Distribution networks , Household Applications