بهینه سازی سیستم سرمایش ترکیبی خنک کننده تبخیری مستقیم- برج خنک کننده به منظور کمینه کردن هزینه های عملکرد با استفاده از الگوریتم ژنتیک
چکیده
به منظور افزایش گستره کارایی خنک کننده های تبخیری از سیستم های ترکیبی استفاده می شود. در این تحقیق، سیستم ترکیبی خنک کننده تبخیری مستقیم با سرمایش تبخیری غیرمستقیم شامل برج خنک کننده و کویل سرمایشی مطالعه شده است. هدف اصلی از به کارگیری سیستم های ترکیبی، مصرف انرژی کمتر در مقایسه با سایر روشهای سرمایش می باشد. لذا در این تحقیق، نحوه طراحی بهینه سیستم ترکیبی مذکور بررسی شده است. ابتدا هریک از اجزای سیستم به صورت عددی مدل شده و با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده اند. سپس به کمک روش الگوریتم ژنتیک به تعیین مقدار بهینه پارامترهای طراحی سیستم پرداخته شده است. در مطالعه بهینه سازی، علاوه بر مصرف انرژی سیستم، توجه به میزان آب مصرفی نیز هدف بوده است. بنابراین برای اعمال همزمان این دو مهم در فرآیند بهینه سازی، تابع هدف به صورت کمینه کردن مجموع هزینه های آب و انرژی مصرفی درنظر گرفته شده است. در مطالعه موردی انجام شده، ابتدا سیستم ترکیبی، بدون محاسبات بهینه سازی برای شهر تهران طراحی شده است. سپس در ادامه با انجام محاسبات بهینه سازی، سیستم بهینه با سیستم اولیه مقایسه شده است. مقایسه این دو سیستم نشان می دهد که در سیستم بهینه، مصرف آب و برق به میزان چشمگیری کاهش یافته است. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که در حالت بهینه، دبی جرمی آب برج خنک کننده از دبی جرمی هوای برج بیشتر است. هم چنین در این حالت، سرعت هوای عبوری از پد تبخیری، کمترین مقدار مجاز و سطح مقطع برج خنک کننده، بیشترین مقدار ممکن با توجه به قیدهای مربوطه به دست آمده است. در پایان، با توجه به مسئله کمبود آب در برخی مناطق، به بررسی اهمیت آب و برق در طراحی سیستم بهینه پرداخته شده است.