جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "پمپ حرارتی" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «پمپ حرارتی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
مصرف انرژی در صنایع غذایی کشور عمدتا از طریق سوختهای فسیلی به صورت مستقیم (گاز طبیعی) و غیرمستقیم (الکتریسیته) است. در صنایع غذایی بیشترین کاربرد گاز طبیعی مربوط به دیگهای بخار و بیشترین کاربرد الکتریسیته مربوط به سامانه برودت است. با توجه به اهمیت این موضوع در راستای صرفهجویی در مصرف انرژی در این حوزه خاص، مطالعات زیادی انجام شده است. یکی از مواردی که هم میتوان از آنها به صورت مستقیم و هم غیرمستقیم بهره برد، استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر است. هدف از این مطالعه، مروری بر استفاده از این نوع انرژیها به منظور تامین کل یا بخشی از سیستم گرمایشی و سرمایشی یک مجموعه صنایع غذایی و قوانین و روابط کلی حاکم بر کاربرد این دسته از انرژیها در صنایع غذایی است، که میتواند مکملهای خوبی برای مصرف بهینه انرژی در بویلر ها و چرخههای ترمودینامیکی باشد. همچنین، به منظور استفاده مفید از گرما و انرژی تلفشده در فرایندهای غذایی میتوان از سیستم تولید همزمان توان، گرما و سرما به صورت مکمل دیگ بخار و پمپهای حرارتی با منبع تجدیدپذیر به صورت تولید گرما با دمای بالا از منابع طبیعی استفاده کرد. نتایج نشان داد اگر بتوان از سیستم تولید همزمان توان، گرما و سرما به همراه باانرژی خورشیدی به منظور به کار انداختن پمپ حرارتی بهره گرفت، با وجود هزینه اولیه بالا میتواند بهبود قابلتوجهی در مصرف انرژی و هزینه داشته باشد.
کلید واژگان: پمپ حرارتی, چیلر جذبی, ترکیب سرمایش و گرمایش و توان, صنایع غذاییEnergy consumption in the Iran’s food industry is mainly through fossil fuels (natural gas, electricity). In the food industry, the most use of natural gas is related to boilers and the most use of electricity is related to the refrigeration system. Due to of this issue to save energy in this particular field, many studies have been done. One of the cases that can be used is the use of renewable energy. The purpose of this study is to review the use of this type of energy to provide all or part of the heating and cooling system and the rules relations governing the user of this kind of energy, which can be good supplements for optimal energy consumption in boilers and thermodynamic cycles. Also, to make useful usage of heat and energy wasted, the CCHP can be used and heat pumps with a renewable source to produce heat with high temperature from natural source. The results showed that if the combine of cooling, heating and power system along with solar energy can be used to operate the heat pump, despite the high initial cost, it can have a significant improvement in energy consumption and cost.
Keywords: Combination Of Cooling, Heating, Power (CCHP), Heat Pump, Food Industry, Absorption Chiller -
در این پژوهش به مدل سازی یک سیستم تجدید پذیر خورشیدی به همراه استفاده از روش هوشمند بهینه سازی جهت افزایش عملکرد سیستم و کاهش هزینه چرخه عمر پرداخته شد و یک سیستم با ترکیبی هدفمند از پنج واحد پنل فتوولتائیک حرارتی، پمپ حرارتی، الکترولایزر غشای تبادل پروتون، منبع ذخیره آب گرم و پیل سوختی برای تامین انرژی مصرفی مورد نیاز یک مجتمع مسکونی 80 واحدی در کشور ایران شامل آب گرم، سرمایش، گرمایش و برق طراحی شد. با استفاده از اطلاعات آب و هوایی شهر ساحلی بندرلنگه در استان هرمزگان عملکرد سیستم پیشنهادی تحلیل شد. مدل سازی سیستم با استفاده از رویکردی جدید توسط نرم افزار ترنسیس انجام شد و بهینه سازی این سیستم جهت افزایش عملکرد سیستم و کاهش هزینه چرخه عمر توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت و با استفاده روش سطح پاسخ انجام شد. سه تابع هدف مورد بررسی شامل تولید برق، ضریب آسایش حرارتی و هزینه چرخه عمر سیستم بود و چهار متغیر تصمیم گیری شامل تعداد پنل خورشیدی، ظرفیت پیل سوختی، ظرفیت پمپ حرارتی و ظرفیت الکترولایزر انتخاب شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که در بهینه ترین حالت با تعداد 1425 پنل خورشیدی، ظرفیت 65.99 کیلووات برای پیل سوختی، ظرفیت 40.01 کیلوواتی برای پمپ حرارتی و ظرفیت 52.5 کیلوواتی برای الکترولایزر می توان به مقدار تولید 725955.25 کیلووات ساعت در سال با ضریب آسایش حرارتی 0.43 و هزینه چرخه عمر 344014.63 دلار رسید.
کلید واژگان: پنل فتوولتائیک حرارتی, بهینه سازی, روش سطح پاسخ, پیل سوختی, الکترولایزر, پمپ حرارتیIn this research, the modeling of a solar renewable system along with the use of intelligent optimization method was discussed in order to increase the system performance and reduce the life cycle cost. A system with a combination of five units of PVT panel, heat pump, PEM electrolyzer, hot water storage source and fuel cell was designed to provide the required energy consumption of an 80-unit residential complex in Iran, including hot water, cooling, heating and electricity. The performance of the proposed system was analyzed by using the weather information of the coastal city of Bandar Lengeh in Hormozgan province. System modeling was done using a new approach by TRNSYS software. Optimization of this system to increase system performance and reduce life cycle cost was done by Design Expert software and using RSM. The three objective functions investigated included electricity production, PMV and LCC, and four decision variables including the number of solar panels, fuel cell capacity, heat pump capacity and electrolyzer capacity were selected. The optimization results showed that in the most optimal state with the number of 1425 solar panels, the capacity of 65.99 kW for the fuel cell, the capacity of 40.01 kW for the heat pump and the capacity of 52.5 kW for the electrolyzer are in the optimal state. The system can reach the production value of 725955.25 kWh per year in the optimal condition with a PMV of 0.43 and a LCC of 344014.63 $.
Keywords: Photovoltaic Thermal Panel, Optimization, Response Surface Method, Fuel Cell, Electrolyzer, Heat Pump -
در پژوهش حاضر به آنالیز یک سیستم تجدید پذیر مبتنی بر انرژی بادی، خورشیدی و زمین گرمایی با ترکیبی هدفمند از واحدهای پیل سوختی، پمپ حرارتی، الکترولایزر غشای تبادل پروتون، توربین بخار و اسمز معکوس پرداخته شد. مدل سازی و شبیه سازی گذرا سیستم پیشنهادی با استفاده از نرم افزار TRNSYS انجام می شود. این سیستم برای تامین نیازهای یک مجتمع مسکونی 80 واحد مسکونی و 320 نفر به انرژی الکتریکی، سرمایش و گرمایش طراحی و بررسی شد. یک بررسی موردی جهت امکان سنجی راه اندازی سیستم پیشنهادی در شهر ساحلی بندرانزلی در کشور ایران انجام شد. بهینه سازی عملکرد سیستم با تعیین دو تابع هدف توان تولیدی و هزینه چرخه عمر سیستم با روش سطح پاسخ و نرم افزار دیزاین اکسپرت انجام شد. پنج پارامتر تاثیرگذار بر روی عملکرد سیستم شامل تعداد توربین بادی، تعداد پنل خورشیدی، ظرفیت پیل سوختی، ظرفیت توربین بخار و ظرفیت الکترولایزر غشای تبادل پروتون به عنوان متغیرهای بهینه سازی انتخاب شدند. سیستم در بهینه ترین حالت خود می تواند به توان تولیدی 3036105.022 کیلووات ساعت و هزینه چرخه عمر 781944.254 دلاری برسد. نتایج زیست محیطی نشان داد که با راه اندازی سیستم در حالت بهینه و در شهر بندرانزلی و تولید برق به میزان 3036.1 مگاوات سالیانه می توان به گسترش 3 هکتاری فضای سبز در سال کمک کرد و به کاهش انتشار کربن دی اکسید به میزان 619.36 تن کربن دی اکسید با هزینه 14864.74 دلار کمک کرد.
کلید واژگان: مزرعه بادی, مزرعه خورشیدی, زمین گرمایی, پیل سوختی, پمپ حرارتی, بهینه سازی چندهدفه, TRNSYSIn the current research, a renewable system based on wind, solar, and geothermal energy was analyzed with a targeted combination of fuel cell units, heat pump, proton exchange membrane electrolyzer, steam turbine and reverse osmosis. Transient modeling and simulation of the proposed system was done using TRNSYS software. This system was designed and evaluated to meet the needs of a residential complex with 80 residential units and 320 people for electrical energy, cooling, and heating. A case study was conducted for the feasibility of setting up the proposed system in the coastal city of Bandar Anzali in Iran. Optimization of system performance was done by determining two objective functions of production power and system life cycle cost with response surface method and Design Expert software. Five parameters affecting the system performance including the number of wind turbines, number of solar panels, fuel cell capacity, steam turbine capacity, and proton exchange membrane electrolyzer capacity were selected as optimization variables. In its most optimal state, the system can reach a production power of 3036105.022 kWh and a life cycle cost of 781944.254 $. The environmental results showed that by setting up the system in an optimal mode in Bandar Anzali city and producing electricity at the rate of 3036.1 MW per year, it is possible to help expand 3 hectares of green space per year. It also helped reduce carbon dioxide emissions by 619.36 tons of CO2 at a cost of 14,864.74 $.
Keywords: Wind farm, Solar farm, Geothermal, Fuel cell, Heat pump, Multi objective optimization, TRNSYS -
بخش بزرگی از تقاضای جهانی انرژی جهت تامین انرژی سرمایش و گرمایش ساختمان ها استفاده می شود. برای جلوگیری از انتشار آلاینده های ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی در بخش ساختمان، انرژی های تجدید پذیر مورد توجه قرار گرفته اند. پمپ های حرارتی زمین گرمایی یکی از منابع تامین بار گرمایشی و سرمایشی در ساختمان ها هستند. در این مقاله ابتدا به بررسی میزان موردنیاز انرژی جهت سرمایش و گرمایش در سال 2030 پرداخته شده است سپس دو سناریو مختلف تامین تقاضای انرژی ساختمان را در سال 2030 بررسی می کند. در سناریو اول، انرژی مورد نیاز با توسط اسپیلت از برق تولید شده توسط نیروگاه های سوخت فسیلی تامین می شود. در سناریو دوم گرمایش و سرمایش ساختمان ها توسط پمپ های حرارتی زمین تامین می شود. در این مقاله با جایگزینی پمپ های حرارتی زمین گرمایی علاوه بر کاهش 8736/7 میلیون متر مکعب گاز طبیعی و همچنین جلوگیری از انتشار 59.6 میلیون تن الاینده در مقایسه با سناریو اول، کشور قادر به صادرات برق و گاز جمعا به ارزش 7028 میلیون دلار می باشد که به طور کلی میزان 49994 میلیون دلار هزینه کشور در سناریو دوم نسبت به سناریو اول کاهش می یابد.
کلید واژگان: پمپ حرارتی, انرژی زمین گرمایی, گاز طبیعی, ایرانA great amount of global energy is consumed for building heating and cooling. Renewable energies are considered to prevent pollution made by fossil fuel in the building industry. Ground source heat pumps are known as a technology to supply heating and cooling demand in buildings. In this paper, the energy demand for residential cooling and heating is calculated in Iran in 2030. Then, two scenarios are discussed to supply the needed energy. In the first scenario, the energy is supplied by air source heat pumps (split units), and the second scenario considered ground source heat pumps. The result indicates that not only the second scenario can cause 8736.7 million cubic meters of natural gas and prevent 59.6 million tonnes of air pollutants, but also the country can export 7028 million $ electricity to its neighbors. Also, the total cost for the country to supply the energy need is reduced by 49994 million dollars.
Keywords: Ground source heat pump, Electricity, Natural gas, Iran -
با توجه به کاهش سوخت های فسیلی و مشکلات زیست محیطی و انتشار آلاینده های ناشی از آن ، انرژی های تجدیدپذیر توجه جوامع مختلف را جلب نمود. در بین انرژی های تجدیدپذیر انرژی قایل استحصال از گرمای زیر زمین به دلیل پتانسیل دائمی، هزینه عملیاتی پایین و بازده بالا، مورد توجه ویژه قرار گرفت. امروزه یکی از منابع استفاده از این انرژی، پمپ های حرارتی زمین گرمایی هستند که به واسطه ی انرژی برق با زمین تبادل حرارت انجام می دهند و توانایی تامین نیاز سرمایشی و گرمایشی ساختمانها را دارا هستند. این امر باعث کاهش مصرف سوخت های فسیلی، کاهش هزینه های زیست محیطی و همچنین هزینه هایی که دولت به عنوان یارانه پرداختی به شهروندان می پردازد، می گردد. در این مقاله با درنظر گرفتن ساختمان های در حال ساخت در سال 94 در شهر شیراز، به جایگزین کردن پمپ حرارتی زمین گرمایی با سیستم معمولی پرداخته شده است. گاز طبیعی وظیفه تامین بار سرمایش و گرمایش را در سیستم موجود بر عهده داشت.. بدین ترتیب مشاهده می-شود سالانه میزان 25997236 متر مکعب گاز طبیعی صرفه جویی شده که با صادرات آن حدودا 7/8 میلیون دلار سود حاصل کشور می شود و همچنین از انتشار 5/208 هزار تن آلاینده به محیط زیست جلوگیری می شود. همچنین مشاهده شد در صورت حمایت 30 درصدی دولت در پرداخت هزینه های پمپ های حرارتی به صورت سوپسید به شهروندان، بازگشت سرمایه دولت منطقی و به 5 سال خواهد رسید.
کلید واژگان: پمپ حرارتی, انرژی زمین گرمایی, گاز طبیعی, شهر شیرازRecently, renewable energies have attracted attentions among different societies due to the reduction of fossil fuels resources and environmental problems. Geothermal energy has taken a particular consideration due to its permanent potential, as well as low operating costs and high efficiency. Nowadays, one of the most useful applications of geothermal energy is the geothermal heat pumps that use electricity to provide the cooling and heating demand of buildings. This system reduces the fossil fuel consumption, decrease external costs and government subsidies on fossil fuels. In this paper, Shiraz under construction building in 2015 is considered to evaluate the replacement of geothermal heat pumps with conventional systems. The result showed that by this method, annually 25’997’236 m3 of natural gas is saved, and approximately 8.7 million dollars is obtained by exportation, as well as the release of 208.5 thousand tons of pollutants to the environment is prevented. It was also observed that if the government allocates citizens 30 percent of heat pump costs as a subsidy, the government capital will return in 5 years.
Keywords: Heat pump, Geothermal energy, Natural gas, Shiraz city -
اکیفرها (سفره های آب زیرزمینی) ساختارهای متخلخلی هستند که محتوی و انتقال دهنده آب می باشند. فراوانی و پراکندگی این ساختارها آنها را برای ذخیره سازی انرژی جالب توجه می نماید؛ بویژه سفره های آب زیرزمینی محبوس که از بالا و پایین توسط لایه های نفوذ ناپذیر رسی محدود شده و از آب، اشباع می باشند. یک اکیفر محبوس با سرعت آب زیرزمینی بسیار پایین جهت تامین نیازهای سرمایشی و گرمایشی یک مجتمع مسکونی در تهران در نظر گرفته شده است. سه نوع بهره برداری مختلف جهت استفاده از ذخیره سازی فصلی انرژی حرارتی در اکیفر برای تامین نیاز گرمایشی و سرمایشی سالانه مجتمع بررسی شده است. این موارد شامل استفاده تنها از ذخیره سازی انرژی در اکیفر برای سرمایش، تلفیق آن با کلکتورهای خورشیدی جهت گرمایش و تلفیق آن با پمپ حرارتی جهت سرمایش و گرمایش بوده است. برای ارزیابی اقتصادی از روش ارزیابی چرخه عمر استفاده شده است. نرم افزار Ret Screen برای ارزیابی زیست محیطی بکار گرفته شده است. نتایج نشان دادند که از بین بهره برداری های مختلف، استفاده تنها از ذخیره سازی انرژی در اکیفر برای سرمایش دارای کمترین بازگشت سرمایه(41/2 سال) و کمترین میزان هزینه چرخه عمر(16000 دلار) بوده است. همچنین تلفیق ذخیره سازی انرژی در اکیفر با پمپ حرارتی برای تامین نیاز سرمایشی و گرمایشی کمترین میزان تولید گاز دی اکسید کربن(359 تن در سال) را داشته است.کلید واژگان: ذخیره سازی فصلی انرژی, ارزیابی اقتصادی, ارزیابی زیست محیطی, کلکتور خورشیدی, پمپ حرارتیThe Aquifers are underground porous formations containing water. Confined aquifers are surrounded by impermeable layers on top and bottom, called cap rocks and bed rocks. These aquifers are suitable for seasonal thermal energy storage.A confined aquifer with a very low groundwater flow velocity was considered to meet the annual cooling and heating energy needs of a residential complex located in Tehran, Iran.Three different alternatives of aquifer thermal energy storage (ATES) were employed to meet the heating/cooling demands of the complex. These alternatives were: using ATES for cooling alone, employing flat plate solar energy collectors for heating alone and employing a heat pump for cooling and heating. For the economical evaluation of the alternatives, a life cycle cost analysis was employed. For the environmental evaluation, Ret Screen software was employed. For the three considered operational alternatives, using ATES for cooling alone had the minimum payback period time of 2.41 year and life cycle cost of $16000. In the environmental consideration of the three alternatives, coupling of ATES with heat pump for cooling and heating had the minimum of CO2 generation, corresponding to 359 tons/year.Keywords: Aquifer thermal energy storage, economical evaluation, environmental evaluation, solar collector, heat pump
-
در پمپ های حرارتی جریان متغیر مبرد تامین بار حرارتی مورد نیاز در شرایط محیطی متفاوت با تغییر دور کمپرسور و بازشدگی شیر انبساطی صورت می گیرد و سیستم علاوه بر حالت پایا حالات گذرا را نیز در بسیاری مواقع تجربه می کند. لذا مدل سازی دقیق پمپ حرارتی برای بررسی سیستم و ارائه استراتژی عملکرد آن ضروری می باشد. در مقاله حاضر مدل سازی دینامیکی پمپ حرارتی جریان متغیر انجام شده است. بدین منظور مبدل های حرارتی بصورت متغیر با زمان به روش مرز متحرک اصلاح شده و کمپرسور و شیر انبساطی بدلیل شرایط گذرای حرارتی بسیار سریعتر نسبت به مبدل ها، بصورت پایا مدل شده و در نرم افزار متلب کوپل شده اند. انجام صحت سنجی حاکی از دقت بالای مدل حاضر با خطای 5.3 درصد نسبت به مطالعات انجام شده تا کنون (خطای 10 درصد) می باشد. با بررسی تغییر دور کمپرسور و بازشدگی شیر انبساطی توسط مدل حاضر مشخص گردید که شرایط گذرا در زمان اعمال تغییر، بر روی پارامترهای عملکردی سیستم مانند بار حرارتی تولیدی و ضریب عملکرد تاثیر بسزایی داشته ( نسبت به حالت پایا) و میزان آن با توجه به نوع و مقدار تغییر متفاوت می باشد که در این پژوهش تا 15 درصد می باشد. این شرایط می بایست در استراتژی عملکرد سیستم لحاظ شود، در غیر این صورت بار حرارتی تولیدی واقعی سیستم و برآورد مدل متفاوت بوده و آسایش حرارتی بر پایه پیش بینی استراتژی عملکرد مختل می گردد. لذا نیاز به مدل دینامیکی به منظور لحاظ نمودن و مدل سازی شرایط پایا و گذرا با دقت مناسب می باشد و مدل مقاله حاضر این امر را میسر می سازد.کلید واژگان: پمپ حرارتی, مدل دینامیکی, جریان متغیر مبردIn variable refrigerant flow (VRF) heat pumps facing variable environmental conditions, the required load is achieved by means of compressor speed and expansion valve opening. Thus, this type of heat pumps is under transient conditions in addition to steady state conditions. Thus a detailed modeling is essential for an appropriate heat pump analysis and strategy. In the present paper, dynamic modeling of a VRF heat pump is conducted. For this purpose, dynamic modeling of heat exchangers is done via modified moving boundary method. Compressor and expansion valve are modeled in steady state as their thermal transient conditions are much faster compared to heat exchangers. Finally components models are coupled in MATLAB software. Validations indicate the present model with 5.3 percent error is more accurate than the previous studies (10 percent error). By investigating of compressor speed and expansion valve opening variations effect by the present model, it is concluded that transient conditions on system performance such as COP and generation are very effective compared to steady state conditions and these effects depend on the type and size of variation and in this article 15 percent difference is achieved. These conditions must be considered in system strategy, otherwise system real generation and model prediction will be different and consequently thermal comfort will be disturbed. Thus an accurate dynamic model is necessary for all steady and transient conditions and the present model can be utilized.Keywords: Heat pump, Dynamic model, Variable refrigerant flow
-
در تحقیق حاضر خشک کن پمپ گرمایی به کمک انرژی خورشیدی در نوع مستقیم اواپراتور- گردآورنده مورد تحقیق و ارزیابی قرار گرفته است. پارامترهای موثر خروجی این چرخه ، ضریب عملکرد و آهنگ جدایش رطوبت می باشد که تاثیر عوامل گوناگون مانند دمای چگالنده، رطوبت نسبی هوای پیرامون، زاویه شیب گردآورنده و دمای اواپراتور بر این توابع بررسی شده است. برای محاسبه تابش جذب شده در گردآورنده از میانگین دمای هوا و میانگین تابش جذب شده روی صفحه افقی در یک ماه استفاده شده است. در چرخه های انبساط مستقیم گرمای جذب شده توسط گردآورنده مستقیما در محفظه اواپراتور جذب شده و سبب تغییر فاز مبرد به حالت بخار اشباع می شود. در این نوع سامانه، عنصر اواپراتور در واقع همان محفظه گردآورنده به علاوه کویل های خود اواپراتور است. از گردآورنده به عنوان دو هدف می توان بهره برد. یکی جذب گرما و افزایش دمای هوا و دیگری استفاده به عنوان اواپراتور. در تحقیق حاضر از یک گردآورنده تخت برای جذب گرمای استفاده شده و هدف از آن تحقیق بهبود ضریب عملکرد ترمودینامیکی کلی چرخه و آهنگ جدایش رطوبت است. نتایج این تحقیق در سه شهر تهران، شیراز و بیرجند براساس داده های میانگین بسط داده شده و همچنین از مبردهای گوناگون بهره گرفته شده است. برای مثال در مبردهای رایج مبرد R134 در شرایط یکسان با دو مبرد R410a و R407c افزایش ضریب عملکردی به ترتیب معادل با 24 و 20 درصد دارد.کلید واژگان: پمپ حرارتی, خشک کن, ضریب عملکرد, شدت تابش, آهنگ رطوبت زدایی, انرژی خورشیدیIn this study, a solar assisted heat pump dryer with in direct model of evaporator- collector has been evaluated. The effective output parameters of the cycle are the coefficient of performance and the specific moisture extraction rate. In addition, the influence of different factors including condenser temperature, relative humidity of ambient air, slope angle of collector and temperature of evaporator on these parameters have been studied. For calculation of absorbed heat radiation in collector, the existing average temperature and the average daily radiation on a horizontal surface has been used. In direct expansion cycles, the absorbed heat by the collector in the evaporator case, vaporizes liquid refrigerant phase in the saturated gas phase. In this system, evaporator element is collector case, as well as the coils of evaporator. An element of collector can be used for twoPurposesthe first one is the absorbing heat and increasing temperature and the second the ability to be used as evaporator. In this study, a flat collector is used to absorb heat. The purpose of this study is to investigate promoting thermodynamic operation coefficient of entire cycle and humidity separation rate. The results of this study is capable of being evaluated for average radiation rate of Birjand, Tehran and Shiraz. This study also can be used for different refrigerants. The results show that the coefficient of performance of R134a refrigerant is 24% and 20%higher than R410a and R407c respectively.Keywords: Heat pump, Dryer, coefficient of performance, moisture extraction rate, solar energy
-
طراحی بهینه سیستمهای ترکیبی تجدیدپذیر برای تامین بار حرارتی و الکتریکی مورد نیازگلخانه ها مورد بررسی قرار می گیرد. آنالیز همزمان فنی و اقتصادی به طوریکه فرآیند مورد نظر از هر دو دیدگاه بهینه باشد انجام می شود. عملکرد اجزای مختلف سیستم به گونه ای تنظیم شده است که علاوه بر پیش گرمایش سیال ورودی به اواپراتور و تنظیم این دما به مقدار مدنظر، بازیافت حرارتی غیر مستقیم زمین در زمان اوج بار و همچنین بازیافت حرارتی زمین در فصل تابستان در اطراف مبدل صورت پذیرد. سیستم بهینه از دیدگاه اقتصادی بررسی شده و مدت زمان بازگشت سرمایه محاسبه می شود. مدل انتخابی دارای ضریب عملکرد میانگین فصلی 14/4 برای پمپ حرارتی، طول لوله های زمین گرمایی 150 متر و سطح کلکتور42/9 متر مربع بوده و افزایش بین 5/0 تا 1 درجه سانتیگراد دمای سیال در مدار زمینی را نشان می دهد. مقادیر بهینه بدست آمده از روش فوق با مقادیر بدست آمده از ارتباط بین ترنسیس و متلب مقایسه می شوند. در نهایت برای تامین بار الکتریکی مورد نیاز سیستم ترکیبی با استفاده از نرم افزار هومر و با توجه به شرایط طراحی ترکیب بهینه نهایی انتخاب می شود.کلید واژگان: پمپ حرارتی, کلکتور خورشیدی, ضریب عملکرد, ترنسیس, هومرOptimal design of combined renewable energy systems for supplying heat load of greenhouses is studied. It is tried to analyze the system technically and economically so that it would be optimal from both viewpoints. Optimal design is done from technical point of view using TRNSYS software by setting different parts of the system so that besides preheating of the fluid entering the evaporator of the heat pump for increasing the temperature, heat recovery of the ground in maximum heat extraction periods and heat recovery during summer time is occurred. The optimized system is then studied from economical point of view and the final optimized design is then selected by trade-off between economical and technical considerations. Selected model has mean seasonal coefficient of performance of 4.14 for heat pump, borehole length of 150 meters and total solar collector area around 9.42 square meters and the temperature of the fluid in ground cycle would increase up to 0.5 or 1 degrees centigrade. Optimal amounts gained are compared with those obtained from and TRNSYS and MATLAB relation. Finally to supply electrical load homer software is used and the optimum system is chosen considering design conditions.Keywords: Geothermal heat pump, Solar collector, Coefficient of performance, TRNSYS, Homer
-
Heat pumps are under variable loads in heating and cooling mode and their capacity must be controlled with respect to load. One of the best methods for heat pump control capacity is variable refrigerant flow (VRF) system. VRF heat pumps face complex dynamic conditions because of variable loads and interaction between heat pump and building, thus an appropriate heat pump modeling is essential for performance evaluation and utilization in control strategy fields. In the present paper, a study and comparison of VRF heat pump dynamic models to find an appropriate model for utilization in control strategy fields is performed. Among the available models, moving boundary model has high computation speed but lower accuracy and is not applicable sometimes such as start time. Finite difference model computation speed is low but its accuracy and stability is high. A combination of moving boundary and finite difference method (hybrid model) provides advantages in terms of model speed and accuracy as well as possibility to utilize in all dynamic and steady conditions. Besides, using this model in control strategy fields will result in appropriate performance, less building temperature fluctuations and less system energy consumption.Keywords: Heat pump, Dynamic model, Variable refrigerant flow (VRF)
-
در این تحقیق، عملکرد سیستم نوین ذخیره بلند مدت انرژی خورشیدی جهت گرمایش با استفاده از محاسبات شبیه سازی مورد مطالعه قرار گرفت. سیستم شامل ماده با تغییر فاز 6 H2o، CaCl2 برای ذخیره حرارت کوتاه مدت، محفظه ذخیره حرارت محسوس - که دارای تانک آب گرم بوده و بوسیله قلوه سنگ احاطه شده است - و پمپ حرارتی برای ذخیره حرارت میان مدت و همچنین خاک برای ذخیره حرارت بلند مدت می باشد. محاسبات نشان می دهد که Heat gain بیشتری نسبت به تک محفظه ذخیره که در قبل مطالعه شده، بدست می آید. سیستم تک محفظه ای از راه تحلیلی و نظری، مقایسه استفاده از PCM و قلوه سنگ، که شامل عملکرد پمپ حرارتی در همان محفظه است مورد مطالعه قرار گرفت. به روش آنالیز و طراحی روش آزمایش (Experimental design)، جهت دستیابی به راندمان بیشتر PCM تاثیر 6 فاکتور متغیر برروی عملکرد سیستم مورد مطالعه قرار گرفت.
کلید واژگان: ذخیره حرارت کوتاه مدت, ذخیره حرارت میان مدت, ذخیره حرارت بلند مدت, PCM, پمپ حرارتیThe operation of a novel solar-energized long term storage system has been studied using computer simulation. The system uses a phase change material (PCM) consisting CaC12، 6H20 for short-term heat storage; crushed-rocks sensible heat storage bin with enclosed hot water tank and heat pump system for medium-term heat storage، and soil for long-term heat storage. Calculations indicate that this system will provide a higher heat gain than a single bin system studied earlier. The single bin system was studied analytically and theoretically، comparing the use of a PCM and crushed-rocks، and included a heat pump operating from the same bin. Due to analysis and design method of experiment، the effect of six variance factors on system performance for higher PCM efficiency was studied.Keywords: short, term heat storage, medium, term heat storage, long, term heat storage, PCM, heat pump -
انرژی زمین گرمایی نوعی از انرژی تجدیدپذیر است که به دلیل در دسترس بودن مورد توجه قرار رفته است. از جمله روش های استفاده از این نوع انرژی، پمپ های حرارتی زمین گرمایی است که با دفن لوله هایی از جنس پلی اتیلن درون زمین می توان از آنها به عنوان چاه یا منبع حرارتی استفاده کرد. با توجه به مقعیت جغرافیایی ایران بر روی کمربند خشکی، بیشتر شهرهای این کشور در طول سال به سرمایش بیش از گرمایش نیاز دارند، که این موضوع گرایشی را به سمت سیستم های ترکیبی با برج خنک کن پدید می آورد. در این سیستم ها تامین بخشی از بار سرمایش برعهده برج است. در این مقاله سعی شده است تا با بیان روش مدل سازی اجزای سیستم ترکیبی و بهینه سازی آن، سیستم بهینه پمپ حرارتی زمین گرمایی و پمپ حرارتی زمین گرمایی ترکیبی برای یک نمونه ساختمان شبیه سازی شده با کاربری تجاری به کمک نرم افزار دیزاین بیلدر، در اقلیم های متفاوت تحلیل شود و ابعاد گوناگون آن مورد بررسی قرار گیرد. در ادامه، تغییرات دمای خروجی سیال از زمین در سیستم ترکیبی و پایه، ضریب عملکرد پمپ حرارتی در سرمایش و گرمایش در طی عمر سیستم و همچنین میزان اثرگذاری سیستم ترکیبی در کاهش هزینه عمر سیستم تحلیل شود.
کلید واژگان: پمپ حرارتی, سیستم ترکیبی, برج خنک کن, هزینه عمر, مبدل حرارتی -
کاربرد علم آکوستیک در ترمودینامیک، دستاوردهای جدیدی در زمینه های مختلف علمی و صنعتی به همراه داشته است. وسایل ترموآکوستیکی به دلیل داشتن مزایایی چون: نداشتن اجزاء متحرک، کوچکی و سبکی، عدم ایجاد آلودگی های زیست محیطی و... نسبت به وسایلی که کاربرد مشابه دارند، توجه و علاقه بسیاری را به خود جلب کرده است. در این نوشتار با استفاده از نظریه ی خطی ترموآکوستیک، یک پمپ حرارتی ترموآکوستیک با رانش آکوستیکی در مقیاس آزمایشگاه طراحی شده است. پارامترهای طراحی به صورت کامل بررسی شده و نهایتا الگوریتم کاملی برای طراحی بهینه پمپ حرارتی ترموآکوستیک ارائه شده است. معتبرسازی طراحی با به کارگیری نرم افزار دلتا ای.سی. (D e l t a E C) انجام گرفت. سپس با بررسی تمامی پارامترهای دخیل در طراحی و چگونگی رفتار پارامترهای مختلف در عملکرد سیستم، از بهینه بودن نتایج اطمینان حاصل شد.
کلید واژگان: ترموآکوستیک, پمپ حرارتی, الگوریتم طراحی, بررسی پارامتریکIn recent years, due to international energy and environmental aspects, thermoacoustics have gained interest by being considered as an alternative technology for renewable energy utilization. Typical thermoacoustic systems deal with the conversion of heat energy to sound energy and vice versa. This phenomenon dates back more than a century. Recent advances in the field of thermoacoustics have altered the working mechanism of many conventional heating and cooling devices. Thermoacoustic systems have three distinctive advantages: first, they are simple in structure, have no moving parts, and have low manufacture costs with high reliability; second, by using inert gases as a working fluid, they are environmentally friendly, and; finally, heat driven thermoacoustic devices can be driven by low quality energy sources such as waste heat, solar energy, and etc. Although thermoacoustic refrigerators were developed in the early 1980s and despite recent remarkable achievements in thermoacoustic refrigerator systems, to the knowledge of the authors, less attention has been paid to the application of thermoacoustic prime movers and heat pumps. The main purpose of a thermoacoustic heat pump is to transfer heat from a cold reservoir to a hot reservoir via consuming acoustic power. The basic mechanism of a standing wave thermoacoustic heat pump is very simple and is based on the wave interaction processes of gas particles with their surrounding environment. The essential components of a stand-alone thermoacoustic heat pump include an acoustic driver (i.e., a loudspeaker), a resonance tube, a stack of plates, and heat exchangers.The present work deals with the design and optimization of a lab scale thermoacoustic heat pump using the linear theory. Different design parameters, as well as constraints, are investigated, and ultimately, an algorithm for ptimization of thermoacoustic heat pumps and refrigerators is developed. The proposed algorithm is validated using DeltaE software. Further, a parametric study is carried out, where the effect of various design and operational parameters on the performance of the system is studied.
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.