مدلسازی، بهینه سازی و مقایسه سیستم ذخیره سازی یخ و سیستم مواد تغییرفازدهنده برای کاربردهای تهویه مطبوع

در این پروژه دو نمونه سیستم ذخیره سازی انرژی سرمایشی برای مصارف تهویه مطبوع در یک ساختمان اداری بصورت مجزا از جنبه های اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی در دو فرایند شارژ و تخلیه مورد تحلیل، بهینه سازی و مقایسه فنی-اقتصادی قرار گرفته است. یک سیستم شامل یک مخزن ذخیره سازی یخ (ITES) و یک سیستم شامل مخزن ذخیره سازی انرژی حاوی مواد تغییر فاز دهنده (PCM) می باشد. بازده اگزرژی و نرخ هزینه کلی سیستم به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شده اند. متغیرهای تصمیم گیری شامل دمای آب ورودی به هواساز (T۳)،دمای آب بازگشتی از هواساز (T۴)، دمای مخزن ذخیره سازی یخ (TST)، دمای اشباع مبرد در اواپراتور (T۵)، دمای اشباع مبرد در کندانسور (T۸) هستند. در ادامه، بهینه سازی چندهدفه با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه با مرتب سازی نامغلوب (NSGA-II)روی کل سیستم صورت گرفت و مقادیر بهینه پارامترهای طراحی و توابع هدف به دست آمدند. در پایان عملکرد سیستم های مدل شده از نقطه نظر میزان برق مصرفی و همچنین میزان نشر گاز و نیز مدت زمان بازگشت سرمایه با یک سیستم سرمایشی معمول در یک مطالعه موردی مقایسه شد. نتایج حاکی از کاهش ۴.۵۹% و ۷.۵۸% مصرف برق و همچنین کاهش سالانه ۱۷.۸% و ۲۷.۲% تولید گاز بترتیب برای سیستم های ITES و PCM در مقایسه با سیستم معمول است.

Keywords:

Multi-objective Optimization , ITES , PCM , exergy efficiency , total cost rate , بهینه سازی چندهدفه , مخزن ذخیره سازی یخ , مواد تغییر فاز دهنده , بازده اگزرژی , نرخ هزینه کلی