مصرف بالای انرژی در ساختمان به ویژه برای تامین شرایط آسایش در فصل های گرم سال، باعث ارائه سیستم های نوین در جهت رفع این مشکل شده است. در این پایان نامه، با ترکیب سیستم های سرمایش شبانه و سرمایش تبخیری سیستم سرمایش جدیدی با کارائی بالا و مصرف کم ارائه شده است. در طول یک شب در تابستان، توسط سرمایش تشعشعی شبانه آب سرد مورد نیاز برای پیش سرد کردن هوا توسط یک کویل آب سرد فراهم می شود. آب سرد در یک مخزن ذخیره نگهداری می شود. در طول هشت ساعت کاری روز بعد، هوای گرم بیرون به وسیله کویل آب سرد پیش سرد شده و سپس وارد یک واحد تبخیری می شود. این واحد تبخیری می تواند سرمایش تبخیری مستقیم، غیرمستقیم و یا غیرمستقیم-مستقیم باشد. این تحقیق بر اساس متوسط دمای هوای برای دو شهر تهران و کرمان در طول مرداد ماه 1388 انجام شده است. نتایج نشان می دهد تمام ترکیب های ممکن دارای کارائی بالا تری نسبت به استفاده جداگانه از دستگاه های سرمایش تبخیری بوده و همچنین به راحتی قادر به تامین شرایط آسایش می-باشند. در دستگاه ترکیبی سرمایش شبانه و تبخیری غیرمستقیم هوای ثانویه از سه منبع هوای بیرون، هوای خروجی از کویل سرد و هوای خروجی از واحد سرمایش غیرمستقیم (احیا کننده) تامین می شود. با توجه به منبع تامین کننده هوای ثانویه دستگاه ترکیبی سرمایش تشعشعی شبانه و تبخیری غیرمستقیم کارائی متغییر می باشد، به طوریکه سیستم احیا کننده دارای بیشترین کارائی است. این سیستم ترکیبی تکمیل کننده سیستم سرمایش تبخیری می بوده به صورتی که با مصرف انرژی کم قادر به برآوردن شرایط آسایش است. بنابراین این سیستم پاک و پربازده می تواند به عنوان جانشینی مناسب برای سیستم های تبرید تراکمی باشد.

امروزه با افزایش چشمگیر هزینه حامل های انرژی و همچنین افزایش تقاضا برای انرژی های جدید، دولت ها به دنبال منابع جدید انرژی هستند که هم بتوانند نیاز های بشر را تامین کنند و هم از نظر هزینه به صرفه باشند. در این پایان نامه سیستم ترکیبی پیشنهاد شده است که از ترکیب مبدل عمودی متصل به زمین و سیستم سرمایش تبخیری مستقیم تشکیل شده است. در این سیستم، ابتدا آبی که در روزهای گرم تابستان در دمای محیط قرار دارد، پس از گردش در مدار متصل به زمین حرارت خود را به زمین انتقال می دهد و سرد می شود. سپس، آب سرد، وارد کویل سرمایشی شده و با هوای مورد نیاز تبادل حرارت می نماید. از سوی دیگر هوای مورد نیاز، پس از عبور از روی این کویل آب سرد، مقداری از گرمای محسوس خود را از دست داده و وارد سیستم سرمایش تبخیری مستقیم می گردد. در ابتدا به منظور انتخاب مبدل متصل به زمین مدلسازی و بهینه سازی آن انجام می گیرد و سپس کل سیستم ترکیبی به صورت عددی شبیه سازی می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان می دهد که بازده سیستم ترکیبی پیشنهادی به مراتب بیشتر از سیستم مجزای تبخیری مستقیم می باشد و این سیستم از گستره استفاده وسیعتری نسبت به سیستم مجزا برخوردار است. مدلسازی این سیستم برای چند شهر ایران با شرایط آب و هوایی متفاوت اعمال گردید که نتایج حاصل ارجحیت این سیستم را نسبت به سیستم تبخیری مجزا را نشان می دهد.

در این تحقیق ویرایش نوینی از روش تلفیقی موسوم به گردابه تصادفی- المان مرزی حول دو سیلندر استوانه ای در چیدمان پشت سر هم و عرضی در رژیم های آرام و آشفته معرفی و بکار برده می شود که می تواند جریانهای لزج را در حالت گذرا و در اعداد رینولدز متوسط به بالا در اطراف یا درون هندسه های پیچیده شبیه سازی نماید. در این روش، میدان چرخشی به تعدادی گردابه عددی منفصل می شود و تغییرات این میدان چرخشی در هندسه مورد نظر، با تعقیب این ذرات در دیدگاه لاگرانژی تحت اثر دو مکانیزم جابجایی و نفوذ در هر گام زمانی قابل بیان می باشد. به منظور ارضاء شرط مرزی سرعت صفر روی جدار هندسه، بجای استفاده از روش تصاویر گردابه، از روش المان مرزی استفاده می-شود. همچنین ارضاء شرط سرعت مماس بر مرز جسم از طریق خلق گردابه بر روی مرز جسم امکان پذیر می باشد. از مزایای روش تلفیقی گردابه تصادفی–المان مرزی میتوان به حل لحظه ای در محدوده جریان متلاطم بدون استفاده از هیچگونه مدل کمکی اشاره نمود. با توجه به لاگرانژی بودن روش محاسباتی، سازگاری بسیار خوبی بین نتایج حاصل و مکانیزم واقعی حاکم بر جریان به چشم می خورد. این شبیه سازی ها در اعداد رینولدز متفاوت و فواصل مختلف بین دو سیلندر برای (الف) دو سیلندر ساکن و (ب) یک سیلندر ساکن با سیلندر پایین دست متحرک صورت گرفته است. هدف از این مطالعه، بررسی رفتار جریان و بدست آوردن نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر سیلندرهای بالادست و پایین دست جریان و مقایسه آنها با نتایج تجربی و عددی دیگر می باشد. جهت بررسی درستی روش، شبیه سازی جریان حول تک سیلندر استوانه ای ساکن و متحرک ارائه شده است. با محاسبه عددی و رسم نمودار ضرایب برا و پسا و خطوط جریان مشاهده می شود که برای دو سیلندر ساکن تغییر فاصله و عدد رینولدز تاثیر چشمگیری بر مشخصه های جریان حول دو سیلندر دارد. از طرفی، با تغییر عدد رینولدز یا به عبارت سرعت کاهش یافته برای حالتی که سیلندر پایین دست متحرک است، دامنه نوسان و پاسخ دینامیکی این سیلندر تغییر می کند. در اینجا نتایج حاصل از شبیه سازی به صورت لحظه ای محاسبه می شود و پس از برقراری پایداری نسبی جریان سیال، با استفاده از مقادیر متوسط گیری شده، شاخص هایی مانند ضرایب پسآ و برآ ، عدد استروهال و ... محاسبه می شود. نتایج حاصل با دقت بسیار خوب در محدوده اندازه گیری های آزمایشگاهی یا نتایج سایر محققان قرار می گیرد.

در این پروژه یک آنالیز اقتصادی برای ایجاد رابطه میان میزان ضخامت عایقکاری و هزینه های ناشی از مصرف انرژی در بعضی مناطق ایران انجام شده است. این آنالیز های اقتصادی زمانی که مجموع هزینه های ناشی از مصرف انرژی و عایقکاری در کمترین سطح خود قرار دارند منجر به انتخاب ضخامت بهینه عایق حرارتی می شوند. میزان بار حرارتی سرد و بار حرارتی گرم گذرنده از دیواره های ساختمان توسط روش تفاضل محدود ضمنی همراه با در نظر گرفتن شرایط مرزی پریودیک محاسبه شده است. در این تحقیق میزان رطوبت ورودی ناشی از بخار آب موجود در هوای بیرون ساختمان توسط سیستم تهویه مطبوع در مناطق گرم و مرطوب مورد بررسی قرار گرفته است. مدل اقتصادی حاصله در برگیرنده هزینه های عایقکاری و ارزش هزینه های انرژی مصرفی در زمان حال حاضر می باشد. مواد عایقکاری که در این پروژه مورد مطالعه قرار داده شده است اکسترود پلی استایرن و پشم شیشه می باشد. بعنوان مثال ضخامت بهینه عایق برای شهر تهران با عایق اکسترود پلی استایرن 20 میلیمتر و با عایق پشم شیشه 28 میلیمتر می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از این تحقیق نتیجه گرفته می شود که بدلیل اینکه میزان تعرفه های انرژی مصرفی برای اقلیم های متفاوت متغیر است, میزان ضخامت عایق حرارتی برای شهر ها با اقلیم های مختلف زیاد متفاوت نیست. اما اگر بجای بررسی اقتصادی شاخص میزان انرژی حدر رفته از دیواره ها لحاظ شود میزان ضخامت بهینه عایق برای شهر ها در اقلیم های مختلف آب و هوایی بسیار متفاوت می شود.