عنوان پایان‌نامه
تعیین عوامل موثر و روش تلفیق مناسب در تهیه اطلس پمپ حرارتی زمین گرمایی در ایران
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - سیستم های انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 292425;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72779;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 292425;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72779
- تاریخ دفاع
- ۲۸ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- حمیدرضا غلامی ارجنکی
- استاد راهنما
- یونس نوراللهی
- چکیده
- پمپ حرارتی زمین گرمایی واحدهای تهویه مطبوع فضا با استفاده ازسیکل های تبریدی برای گرمایش یا سرمایش سیال واسط ( هوا یا آب ) هستند که از زمین به عنوان چشمه یا چاه حرارتی استفاده می کنند. جذابیت روزافزون پمپ حرارتی زمین گرمایی به همراه هزینه مورد نیاز اولیه بالا موجب شده است تا تصمیم گیران دولتی و بخش خصوصی نیاز به ابزاری برای بررسی اقتصادی با هدف توسعه و تخصیص یارانه به این فناوری داشته باشند. از آنجا که عملکرد پمپ حرارتی زمین گرمایی به شدت به عوامل زمین شناسی و اقلیمی وابسته است، در این مطالعه اطلس اولویت اقتصادی نصب پمپ حرارتی زمین گرمایی با استفاده از تحلیل تاثیر پارامتر های فنی تهیه و ارایه شده است. فرایند این مطالعه شامل مدل سازی عددی، بهینه سازی با استفاده از روش فراابتکاری الگوریتم ژنتیک، محاسبه بار سرمایش و گرمایش مورد نیاز در مناطق مختلف ایران برای ساختمان مورد مطالعه و در نهایت تحلیل جغرافیایی می باشد. بدین صورت که نصب سیستم عمودی پمپ حرارتی زمین گرمایی و عوامل مختلف زمین شناسی و اقلیمی برای یافتن کمترین هزینه سالانه کلی به عنوان تابع هدف بررسی شده اند.پس از انجام مدلسازی و بهینه سازی، نتایج به دست آمده با نتایج مطالعات پیشین مقایسه شده تا میزان اعتبار مدل و دقت بهینه سازی به دست آید. 234 شهر از شهرهای ایران با داده های اقلیمی کافی و معتبر در این بهینه سازی شرکت داده شده و تابع هدف برای هر یک مورد محاسبه قرار گرفته است. به منظور دستیابی به یک نقشه جامع برای کشور و نقاط بدون داده معتبر، در سطح کل کشور یک میانیابی عددی صورت گرفته و اطلس پمپ حرارتی زمین گرمایی تهیه شده است. در کنار این اطلس، به عنوان اهداف جانبی، اطلس های دیگری مانند دمای میانگین هوا و زمین، بارهای سرمایش/گرمایش طراحی و تعداد ساعات عملیات مورد نیاز برای پمپ حرارتی زمین ارایه شده است. به منظور دسترسی به یک نقشه کمی و مفید برای تصمیم گیری، مناطق ایران به 5 دسته با اولیت های اقتصادی متفاوت تقسیم و نقشه استان های ایران نیز به ترتیب اولویت اقتصادی گزارش شده است. با توجه به اینکه مساحت بیشتر استان ها در بیشتر از یک دسته اقتصادی قرار می گیرد و عموما تصمیم گیری های مربوط به اجرای طرح ها در کشور در مقیاس استانی اجرا می گردد، با استفاده از میانگین وزنی (وزن = هزینه سالانه کلی) تمام استان ها به ترتیب اولویت اقتصادی مرتب شده اند که استان کردستان به عنوان اولویت اول و استان اصفهان به عنوان اولویت آخر اقتصادی نصب پمپ حرارتی زمین گرمایی شناخته شدند. یکی دیگر از نقاط برجسته این مطالعه آنست که از این ابزار می توان برای هر کشور یا استان و شهر دیگر استفاده نمود. با اینحال استفاده از داده های دقیقتر و تعداد مقاط بیشتر می تواند در افزایش دقت این مطالعه موثر باشد.
- Abstract
- The increasing interest in ground source heat pump system along with its high initial investment cost, highlights necessity for an assessment tool to support policy makers with decisions regarding the technology development and subsidization. Since the performance of a geothermal heat pump system depends strongly on parameters such as geological and climate conditions, a regional-scale energy-economic mapping by spatial analysis was carried out for priority level assessment of each region to be subsidized. The procedure includes numerical modeling and optimization of ground source heat pump systems by genetic Algorithm, regional heating/cooling load estimation and spatial data analysis to achieve an economic-based map for two hundred thirty four cities in Iran. Vertical GSHP system installation was spatially analyzed and various optimum design parameters including geological and climate conditions were investigated in order to achieve the minimum total annual cost as the objective function. The proposed assessment tool was applied to two hundred and thirty four cities in Iran. Moreover, in order to achieve a statistical surface map for the entire country, spatial interpolation was carried out and provinces of Iran were prioritized based on the TAC weighted average. Iran regional shallow geothermal map was presented along with other geographical maps including air and earth surface’s mean temperature, Heating/cooling loads, GSHP required Operating hours and Iran climatology. The presented economic priority maps offer policy makers a planning support for GHSP systems subvention and promotion in Iran. However, the economic prioritizing tool presented in this study including could be applied in any other area as well. In some cases, the studies could be improved with more accurate results by using higher resolution input data on regional and geological data. Improvements could also be expected from investigating larger number of geographical point to increase the interpolation accuracy.
