بهینه سازی چیدمان گرمکن های حرارتی در اتاق مسکونی سه بعدی جهت رسیدن به دمای آسایش

وجود الگوهای نادرست مصرف انرژی و شدت بالای آن در کشور نسبت به متوسط استانداردهای جهانی، باعث اهمیت دو چندان ارایه راهکارهای عملی بهینه سازی مصرف انرژی با تکیه بر تامین آسایش حرارتی در کشور می گردد. مطالعات نشان می دهند که محدوده تغییرات پارامترهای موثر بر آسایش حرارتی مانند دما، رطوبت، سرعت، متوسط دمای تابشی، میزان پوشش، و نرخ متابولیک که به روش های مختلف آزمایشگاهی، ریاضی، تجربی و عددی محاسبه شده اند در حال تغییر می باشد. هدف از این مطالعه، بهینه سازی سیستم گرمایش ترکیبی (هیبریدی) در یک ساختمان مسکونی به منظور کاهش اتلافات حرارتی در ساختمان هم زمان با تامین آسایش حرارتی می باشد. در سیستم هیبریدی، از سیستم گرمایش جابجایی برای چرخش جریان هوا، تامین رطوبت و گرمایش اولیه تا مقدار مناسب و از گرمکن تابشی جهت تامین آسایش حرارتی استفاده می شود. برای شبیه سازی، یک مانکن مجازی با ابعاد و شکل فیزیولوژیکی واقعی به صورت ایستاده درون یک اتاق قرار گرفته است. برای بررسی میدان جریان، انتقال حرارت و آسایش حرارتی معادلات حاکم حل شده و سیستم برای توابع هدف مختلف بهینه شده است. روش بهینه سازی مبتنی بر طراحی آزمایشات که به روش دو سطحی موسوم است برای پیش بینی مقادیر اولیه برای توابع هدف مختلف در سیستم های تهویه مطبوع منجر به یافتن جواب های دقیق می شود. این سیستم در اقلیم های مختلف استفاده و بررسی شده است. هم-چنین تاثیر پارامترهای ورودی موثر بر آسایش حرارتی به صورت جداگانه و ترکیبی بر توابع هدف مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که بهینه نمودن پارامترهای ورودی بر اساس توابع هدف مورد نظر علاوه بر بهینه سازی سیستم گرمایشی باعث تامین شرایط آسایش و بهینه شدن مصرف انرژی می شود. در سیستم هیبریدی توزیع جریان اطراف شخص همگن شده و در سرعت کمتر ضمن تامین آسایش، میزان اتلافات حرارتی تا 25 درصد کاهش می یابد.