عنوان
مدل‌سازي و طراحي بهينه تامين گرمايش يك ساختمان مسكوني با استفاده از تركيب پمپ حرارتي زمين‌گرمايي و كلكتور خورشيدي
نويسنده اصلي
سيدهومن رضوي زاهدكلايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
هدف از نگارش اين پايان‌نامه، ارائه طرحي براي جايگزين كردن مصرف انرژي‌هاي فسيلي در ساختمان‌هاي مسكوني است. استان سيستان و بلوچستان در جنوب شرق كشور به دليل مشكلات فراوان انتقال لوله‌ي گاز، هنوز به طور كامل گازكشي نشده‌است. اين استان داراي ويژگي‌هاي منحصر به فرد جغرافيايي بوده و با دارا بودن منابع خوب زمين‌گرمايي و همچنين تابش مناسب خورشيد، داراي پتانسيل بالايي براي استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير است. پمپ‌هاي حرارتي زمين‌گرمايي به دليل داشتن كارايي و قابليت اطمينان بالا در قرن اخير از محبوبيت فوق‌العاده‌اي برخوردارند و روز به روز استفاده از آن‌ها در دنيا رو به افزايش است. از اين رو مي‌توان از پمپ‌هاي حرارتي زمين‌گرمايي به عنوان جايگزين مناسبي براي سوخت‌هاي فسيلي جهت تهويه مطبوع ساختمان‌هاي مسكوني استفاده كرد.
امروزه تركيب پمپ حرارتي زمين‌گرمايي با سيستم گرمايش خورشيدي به عنوان يك تركيب نوين انرژي مطرح است. هرچه دماي ورودي به اواپراتور پمپ حرارتي در حالت گرمايش بالاتر باشد، كارايي پمپ حرارتي بيشتر مي‌شود. به اين ترتيب مي‌توان از كلكتور خورشيدي براي افزايش دماي ورودي به اواپراتور، كمك به گرمايش منبع آب و يا افزايش دماي زمين كمك گرفت. همچنين در حالتي كه پمپ حرارتي زمين‌گرمايي، سرمايش ساختمان را تامين مي‌كند، كلكتور خورشيدي مي‌تواند آب گرم مصرفي را با تابش خوب منطقه سيستان تامين كند.
در اين پايان‌نامه، گرمايش يك ساختمان با مساحت m2100 در زاهدان با استفاده از تركيب كلكتور خورشيدي و پمپ حرارتي زمين‌گرمايي با در نظر گرفتن چيدمان‌هاي مختلف مورد بررسي قرار مي‌گيرد. همچنين در يك مورد، گرمايش و سرمايش ساختمان هر دو توسط پمپ
حرارتي و كلكتور خورشيدي نيز شبيه‌سازي مي‌شود.
شبيه‌سازي‌ها در نرم‌افزار TRNSYS كه يك ابزار قدرتمند براي شبيه‌سازي سيستم‌هاي نوين است، انجام مي‌شود و سيستم‌ها از زواياي گوناگوني مثل مصرف انرژي، كارايي سيستم، دماي زمين، دماي ساختمان و دماي منبع آب مورد بررسي و مقايسه قرار مي‌گيرند.
پس از انجام شبيه‌سازي، بيشترين و كمترين كارايي ميانگين، به ترتيب برابر 75/3 و 52/3 براي چيدمان اول و پنجم به‌دست آمد. همچنين در بهترين شرايط با تركيب سيستم خورشيدي و زمين‌گرمايي، مصرف انرژي سيستم به ميزان %7/8 نسبت به سيستم بدون كلكتور خورشيدي كاهش يافت. تركيب سيستم كلكتور خورشيدي و پمپ حرارتي زمين‌گرمايي مي‌تواند جايگزين مناسبي براي سيستم‌هاي مرسوم، جهت تامين تهويه مطبوع و آب گرم مصرفي باشد.
كلمات كليدي:
پمپ حرارتي زمين‌گرمايي، كلكتور خورشيدي، TRNSYS، انرژي تجديدپذير، COP
شماره ركورد
190082
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست
استاد راهنما
دكتر روح اله احمدي - دكتر عليرضا زاهدي