بهینه سازی مصرف انرژی در سیستم‌های تهویه مطبوع، یخچال و فریزر ساختمان با استفاده از انرژی زمین

نوع مقاله : علمی-ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

2 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

چکیده

به منظور کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های تهویه مطبوع و برودتی، در این پژوهش یک سیستم مبتنی بر سیکل تبرید تراکمی بخار و استفاده از انرژی زمین، پیشنهاد شده است. این سیستم، انرژی مورد نیاز برای واحد‌های تهویه مطبوع، یخچال و فریزر یک ساختمان را به صورت مرکزی تامین می‌کند. واحد تقطیر این سیستم با استفاده از هوای خارج ساختمان و همچنین انرژی زمین، توسط دو مبدل حرارتی به صورت جداگانه و پشت سر هم خنک می‌شود. میزان مصرف انرژی برای یک ساختمان نمونه با محاسبات تحلیلی و همچنین استفاده از نرم‌افزارهای هاسیس و ترنسیس شبیه‌سازی شده است. نتایج محاسبات که شامل ضریب عملکرد سیستم، توان مصرفی کمپرسورها، کیفیت مبرد و دبی جرمی آن می‌شود با مقادیر سیستم‌ متداول مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که با استفاده از واحد تقطیر آب خنک، دمای مبرد ورودی به شیر فشار شکن به طور قابل توجهی کمتر از دمای هوای خارج ساختمان می‌گردد. این موضوع افزایش قابل توجه ضریب عملکرد سیستم پیشنهادی و کاهش قابل توجه دبی جرمی مبرد را به همراه دارد. همچنین تأثیر کاهش دمای مبرد خروجی از واحد تقطیر بر اگزرژی مبرد، مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


[1]  V. Vakiloroaya, B. Samali, A. Fakhar, K. Pishghadam, A review of different strategies for HVAC energy saving. Energy conversion and management, Vol. 77, No 78, pp. 738-754, 2014
[2] N. Enteria, K. Mizutani, The role of the thermally activated desiccant cooling technologies in the issue of energy and environment, Renew Sustain Energy, Vol. 15, No 4, pp. 2095-2122, 2011.
[3]   Statistical data and information, energy, water and electricity,  Accessed 11 May 2020; (http://www.amar.org.ir). (in Persian) 
[4] B. Metz, O. R. Davidson, P. R. Bosch, R. Dave, L. A. Meyer, Mitigationo of climate change. New York: Cambridge University Press, 2007.
[5]E. Hajidavaloo, H. Eghtedari, Performance improvement of air-cooled refrigeration system by using evaporatively cooled air condenser. International Journal of Refrigeration, Vol. 33, No 5,  pp. 982-988, 2010.
[6]A. Gondal, Prospects of Shallow geothermal systems in HVAC for NZEB. Energy and Built Environment, https://doi.org/10.1016/ j.enbenv.2020.09.007, 2020.
[7]  N. Sakhri, Y. Menni, H. Ameur, Experimental investigation of the performance of earth-to-air heat exchangers in arid environments. Journal of Arid Environments, Vol. 180, https://doi.org/10.1016/ j.jaridenv.2020.104215, 2020.
[8]H. Chien-Yeh, C. Yuan-Ching, C. Zi-Jie, C. Sil-Li, Investigation on performance of building-integrated earth-air heat exchanger. Energy and Buildings, Vol. 169, No 36, pp. 444-452, 2018
[9] X. Zhai, Y. Yang, Experience on the application of a ground source heat pump system in an archives building. Energy and Buildings, Vol. 43, No 11, pp. 3263-3270, 2011.
[10] T. Magraner, A. Montero, S. Quilis, J. Urchuguia, Comparison between design and actual energy performance of a HVAC-ground coupled heat pump system in cooling and heating operation. Energy and Buildings, Vol. 42, No. 9, pp. 1394-1401, 2010.
[11] O. Ozgener, A. Hepbasli, Experimental performance analysis of a solar assisted ground-source heat pump greenhouse heating system. Energy and Buildings, Vol. 37, No. 1, pp. 101-110, 2005.
[12] B. Y. Wang X, Comprehensive exergy analysis of a ground-source heat pump system for both building heating and cooling modes. Applied Energy, Vol. 86, No. 12, pp. 2560-2565, 2009.
[13] A. M. Omer, Ground-source heat pumps systems and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviewa, Vol. 12, No. 2, pp. 344-371, 2008.
[14] V. Khalajzadeh, M. Frahani, G. Heidarinejad, A novel integrated system of ground heat exchanger and indirect evaporative cooler, Energy and Buildings, Vol. 49, No. 69, pp. 604-610, 2012.
[15] T. Kasuda, and P.R. Archenbach, Earth temperature and thermal diffusivity at selected stations in the United States, ASHRAE Transactions, Vol. 71, Part 1, 1965.

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 28 اسفند 1399
  • تاریخ دریافت: 10 آبان 1399
  • تاریخ بازنگری: 27 آذر 1399
  • تاریخ پذیرش: 26 بهمن 1399