نام پژوهشگر: محسن نعمتی موردراز

شبیه سازی گذرای یک ساختمان با گرمایش خورشیدی و مخزن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  محسن نعمتی موردراز   علی بهبهانی نیا

در این پژوهش، گرمایش یک ساختمان و همچنین تأمین آب گرم مصرفی آن در طول سال به صورت گذرا مدل و بهینه سازی شده است. تعداد 12 پارامتر از جمله تعداد کلکتورها در حالت سری، تعداد کلکتورها در حالت موازی، زاویه سمت کلکتور نسبت به جنوب، شیب کلکتور، حجم مخزن ذخیره حرارت، حجم تانک ذخیره آب مصرفی، ua مبدل حرارتی متصل به کلکتور (تأثیر گذار بر روی هزینه اولیه)، ua مبدل حرارتی تأمین کننده بار حرارتی (تأثیر گذار بر روی هزینه اولیه) و همچنین تعداد 4 تا از دبی جرمی هایی که در فرآیند انتقال گرما به آب گرم مصرفی و انتقال گرما به ساختمان نقش دارند، در فرآیند بهینه سازی دخالت داده شده اند. در ابتدا در یک آنالیز حساسیت، تأثیر پارامترهای ذکر شده را به تنهایی بر روی افزایش ارزش حاضر صرفه جویی حاصل از انرژی خورشیدی، مورد بررسی قرار داده شده است. برای یافتن مقادیر بهینه کلی در فضای طراحی که تعداد متغیرهای آن زیاد می باشد، الگوریتم ژنتیک دارای چندین منطق کلان و جهت دار می باشد که از قرار گرفتن در بهینه موضعی جلوگیری می کند. بدین خاطر از الگوریتم ژنتیک برای فرآیند بهینه سازی حاضر که دارای تعداد زیادی متغیر موثر می باشد، استفاده شده است. بهینه سازی یک سیستم خورشیدی با شبیه سازی گذرا با در نظر گرفتن 12 متغیر بهینه-سازی برای تابع هدف مذکور در ادبیات مربوطه بی سابقه بوده است. به عنوان مطالعه موردی، یک ساختمان 88 متری رو به جنوب در شهر تورنتو واقع در ایالت آنتاریو انتخاب شده است. با در نظر گرفتن افزایش ارزش حاضر صرفه جویی حاصل از انرژی خورشیدی در طی زمان مورد مطالعه به عنوان تابع هدف، مقادیر بهینه متغیر های بهینه سازی حاصل و برای مطالعه موردی مذکور ارائه شده است. این متغیرهای بهینه سازی منجر به 13/29 درصد سهم خورشیدی و 2/23597 دلار ارزش حاضر صرفه جویی برای یک دوره 25 ساله شده اند.