عنوان پایان‌نامه
کاهش بار سرمایی ساختمانهای مسکونی در اقلیم گرم و خشک به وسیله مواد تغییر فاز دهنده(PCM)
- رشته تحصیلی
- انرژی معماری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56509
- تاریخ دفاع
- ۲۳ آبان ۱۳۹۱
- دانشجو
- رضا صفایی پور
- استاد راهنما
- شاهین حیدری
- چکیده
- با اوج گرفتن نیاز به سرمایش ،حداکثر بار الکتریکی نیاز اساسی به یک سیستم انرژی دیگری دارد.برای رسیدن به هدف پیک زدایی ،تحقیق بر روی راه حل های مختلف بر پایه ذخیره انرژی گرمایی (TES) ، هم برای دستگاههای سرمایش و هم گرمایش ، بصورت وسیعی انجام شده است.این رساله بر روی ساخت وسیله های آسایش حرارتی با استفاده از سرمایش رایگان فعال (Active) ازطریق بکارگیری گرمای نهان برپایه TES هدف گذاری شده است. سرمایش رایگان فعال (Active free cooling) بر پایه استفاده از خنکی یک منبع، هوای خارج به عنوان مثال، برای کاهش بار سرمایی ساختمان ها بنا نهاده شده است.این رساله بر روی بکارگیری شبیه ساز TES برپایه سیستم سرمایش با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (Phase Change Material) در یک مدل از یک مکان مسکونی کار میکند. قوانین مواد تغییر فاز دهنده (PCM) ، یا گرمای نهان TES (LHTES) ، تکیه بر انرژی نهان که انرژی مورد نیاز برای تغییر فاز ماده است دارد.به منظور اینکه برای این سیستم سرمایش به اندازه های درستی دست یابیم، از روش بهینه ساز دو هدفی (Multi-objective optimization) استفاده شده است.این بهینه سازی، بر پایه به حداقل رساندن دو هدف عملکردی ، منجر به بدست آوردن اندازه های بهینه سیستم می شود. بطور موازی،برق مصرفی سیستم و حجم سیستم باید مورد توجه باشد.در طول فرآیند بهینه سازی ،ما به یک ارتباط غیر خطی بین دو هدف عملکردی دست یافتیم : هزینه سیستم و نیاز سرمایی باقیمانده قابل قبول . منظور از نیاز سرمایی باقیمانده ، نیاز سرمایی است که سیستم نمی تواند پوشش دهد.در حقیقت، اندازه سیستمی براساس تمام نیاز سرمایی منجر به هزینه های بسیار بالایی میشود. در نهایت به این دست می یابیم که برای یک مقدار مشخص از این نیاز سرمایی ، سیستم سرمایش بر پایه PCM راه حل معقول تری در مقایسه با ایرکاندیشن معمولی با توجه به مصرف برق و قیمت کلی سیستم می باشد
- Abstract
- With soaring cooling demands, the electricity peak load represents a substantial concern to the energy system. In the goal of peak shaving, research on alternative solutions based on Thermal Energy Storage (TES), for both cooling and heating applications, has been largely performed. This thesis addresses thermal comfort applications with use of active free cooling through implementation of latent heat based TES. Active free cooling is based on the use of the freshness of a source, the outside air for example, to cool down buildings. This work conceptualizes the implementation of TES based cooling system with use of Phase Change Material in an in-house-built model. The principle of Phase Change Material, or Latent Heat TES (LHTES), lies on latent energy which is the energy required for the material to change phase. In order to properly size this cooling system, a multi-objective optimization is adopted. This optimization, based on minimization of multi-objective functions, led to optimal design configurations. In parallel, the electrical consumption of the system and the volume uptake of the system were also considered. Through the obtained optimization studies, we identified non-linear interdependency between the two objective functions: the cost of the system and the acceptable remaining cooling needs. By remaining cooling needs, we mean the cooling needs that the system cannot meet. As a matter of fact, sizing the system according to these cooling needs would imply a very high cost. It was found that for a certain amount of remaining cooling needs, the PCM-based cooling system reveals to be an interesting solution compared to conventional air conditioning in terms of electrical consumption and overall system cost.
