تحلیل اگزرژی-اقتصادی و بهینه سازی سیستم های سرمایشی و گرمایشی با مشارکت انرژی خورشیدی(مورد مطالعاتی: ساختمان جدید دانشکده مهندسی مکانیک)

در این تحقیق پس از شبیه سازی عملکرد گذرای سیستم سرمایشی جذبی خورشیدی و گرمایشی خورشیدی بوسیله نرم افزار trnsys اثر تغییر شیب و مساحت کلکتور، حجم تانک ذخیره و دمای تنظیمی هیتر کمکی بر روی عملکرد سیستم از لحاظ انرژی و اقتصادی مورد بررسی قرار گرفت. ملاحظه شد بهترین شیب کلکتور نسبت به سطح افق برای شهر تهران در فصل تابستان برابر 25 درجه و در فصل زمستان برابر 50 درجه می باشد که در این دو شیب کلکتور بیشترین بازده را دارا می باشد، همچنین بهترین دمای تنظیمی هیتر کمکی در فصل تابستان و زمستان برابر با کمترین مقدار مجاز آن ارزیابی شد و با افزایش دما از این مقادیر سهم خورشیدی و بازده کلکتور کاهش می یابد، این دما درتابستان 76 درجه و در زمستان 45 درجه سلسیوس می باشد. در انتها با تغییر همزمان مساحت کلکتور و حجم تانک ذخیره ملاحظه شد که بیشترین سهم خورشیدی متناظر با بالاترین مساحت کلکتور و حجم تانک ذخیره و بهترین ذخیره اقتصادی متناظر با کمترین مقدار مساحت کلکتور و حجم تانک ذخیره در محدوده در نظر گرفته شده می باشد و نتیجه گیری شد که بهبود سیستم از دو منظر انرژی و اقتصادی در تقابل کامل با یکدیگر هستند و بهینه سازی دو هدفه سیستم نسبت به توابع هدف سهم خورشیدی و ذخیره اقتصادی مناسب می باشد. در قسمت بعد برای سیستم سرمایشی جذبی خورشیدی ابتدا با استفاده از مقادیر عددی توابع هدف (سهم خورشیدی و ذخیره اقتصادی) بر حسب پارامترهای طراحی (مساحت کلکتور و حجم تانک ذخیره) رابطه بین ایندو بوسیله الگوریتم gmdh استخراج شد و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی دو هدفه انجام شد. برای مساحت کلکتور در بازه 300 تا 1100 متر مربع و حجم تانک ذخیره در بازه 10 تا 110 متر مکعب مقادیر بهینه 832/35 متر مربع مساحت کلکتور و 43/6 متر مکعب تانک ذخیره بوسیله نرمالایز داده های حاصل از بهینه سازی بدست آمد که در این نقطه سهم خوشیدی 0/856 و ذخیره اقتصادی در طول 20 سال استفاده از چرخه خورشیدی برابر194544 – یورو بدست آمدند. در نهایت تحلیل اگزرژی-اقتصادی سیستم سرمایش جذبی خورشیدی با استفاده از کلکتور خورشیدی، تانک ذخیره و چیلر جذبی انجام شد و فاکتور اگزرژی-اقتصادی برای اجزاء مختلف بدست آمد، کمترین مقدار این فاکتور مربوط به کلکتور خورشیدی بوده که این بدلیل مقدار زیاد تخریب و اتلاف اگزرژی در کلکتور می باشد. همچنین مقدار این فاکتور در اجزای مختلف چیلر جذبی به ترتیب متعلق به پمپ محلول، ژنراتور، مبدل حرارتی محلول و مجموعه شامل ابزربر، کندانسور و اواپراتور است. در انتها تاثیر تغییر مساحت کلکتور بر بازده اگزرژی کل سیستم و نرخ هزینه ابتدایی و تخریب و اتلاف اگزرژی بررسی شد که با افزایش مساحت کلکتور در بازه در نظر گرفته شده بازده اگزرژی کاهش و نرخ هزینه افزایش می یابد.