عنوان پایان‌نامه
مدل سازی عددی و مطالعه پارامتری مصرف انرژی سیستم‌های تبرید تراکمی در بارهای جزئی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3483;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78746;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3483;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78746
- تاریخ دفاع
- ۱۳ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- آرمین مسلمی پاک
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی, بهرنگ سجادی
- چکیده
- یکی از دغدغه های دنیای مهندسی در حوزه ی انرژی، مطالعه ی مصرف انرژی و تلاش برای بهینه سازی مصرف آن می باشد. یکی از مهم ترین مصرف کننده های انرژی، سیستم های تهویه مطبوع و تبرید هستند. با توجه به گسترش روزافزون جمعیت و افزایش بی رویه ی مصرف انرژی در این حوزه، مطالعه ی مصرف انرژی و بهینه سازی مصرف آن، به علت کاهش قابل توجه منابع محدود انرژی های تجدیدناپذیر، اهمیت ویژه ای دارد. در میان سیستم های تبرید و تهویه مطبوع، سیستم-های تبرید تراکمی بخار، عمده ترین سهم را از نظر کاربرد و مصرف انرژی در میان سایر سیستم ها دارند. تمامی سیستم های تهویه مطبوع و تبرید، در حدود 90 درصد از زمان کاری خود را در شرایطی خارج از شرایط در نظر گرفته شده به هنگام طراحی کار می کنند؛ یعنی در حالت نیمه بار می باشند. لذا مصرف انرژی آن ها در یک بازه ی زمانی مشخص، متفاوت از مقدار پیش بینی شده به هنگام طراحی می باشد. به منظور مطالعه ی سیستم های تبرید و تهویه مطبوع، با تغییر شرایط کاری آن ها، می بایست سیستم بالانس و نقطه ی کاری آن مشخص شود. برای دست یابی به شرایط بالانس، نیاز است که سه مقدار دبی مبرد عبوری از شیر انبساط با دبی کمپرسور، برودت تولید شده در کمپرسور با ظرفیت اواپراتور و حرارت دفع شده با توجه به مشخصه های کمپرسور با ظرفیت کندانسور همزمان برابر شوند. برای این منظور مدلی ساده و در عین حال جامع برای اجزای سیستم تبرید تراکمی بخار، به منظور تعریف مشخصه های آن ها ارائه می گردد. سپس این معادلات در شرایط کاری و یک فرآیند تکراری حل خواهند شد و نقطه ی کاری سیستم به دست خواهد آمد. به منظور ثبت دمای سردخانه در هر گام زمانی، یک روش کنترلی به منظور حفظ دمای سردخانه در یک بازه ی مطلوب دمایی نیاز می باشد. در این تحقیق سه روش کنترلی، خاموش و روشن شدن کمپرسور، تغییر تعداد سیلندرهای فعال و تغییر دور الکتروموتور با استفاده از فرکانس اینورتر بررسی می گردد. الگوریتم مطالعه ی سیستم های تبرید در بارهای جزئی به همراه الگوریتم دست یابی به نقطه ی بالانس و الگوریتم سه روش کنترلی و نتایج حاصل از هر یک از آن سه روش، در این پایان نامه ارائه شده و مقایسه ای میان آن ها انجام شده است. ثبت تغییرات دما با زمان و سایر مشخصه های سیستم و کاهش توان مصرفی کمپرسور با استفاده از روش های کنترلی پیشرفته تر نسبت به روش روشن و خاموش شدن از نتایج حاصل شده می باشد.
- Abstract
- Studying energy consumption and try for optimizing it, is become one of the major concern of the engineering in the energy conversion field. One of the main energy consumer is heating, ventilating and refrigerating systems. Increasing the population of the earth and rising their energy consumption, makes energy consumption study and optimization more important because of the depletion nonrenewable energy resources. Among all HVACR systems, the vapor compression refrigeration systems (VCRS), has the most application and energy consumption. All of the HVACR systems are working above 90 percent of their working hours out of their design condition. This situation is defined as partial load. So the energy consumption of these systems at partial load is not the same as predicted at the desing conditions. For studying these systems at their parital load, systems should be balanced and their operating point achieved. At the balance condition, three equalities contains the refrigerant flow through the expansion device with the compressor flow, the evaporation capacity with the compressor capacity and the heat rejection capacity of the condenser with the compressor characteristics, need to be achieved. For this purpose a simple model with wide range of application was designed for extracting the characteristic equations of the system devices. Then these eqautions were solved simultaneously in an iterative process for finding the operating point of the system. For keeping the room temperature in a desired range, an appropriate control approach should be devised. Simple on and off, reducing compressor active cylinders and using frequency inverter are three considered approach. The algorithm of studying in the parital load and balancing the VCR systems with the three controlling approaches has been presented and their results has been compared. The results contains the variation of the temperatures, system characteristics with time. It was shown that the simple ON and Off consumes more energy than the other two approaches. Keywords: Vapor Compression Refrigeration Systems, Compression Refrigeration Systems Balancing, Partial Load, Room temperature control, Energy Consumption Study
