ا 1 ا ا 3 م- سال پانزدهم شماره 48 بهار 1396 بهینهسازی همزمان پارامترهای طراحی آبگرمکن خورشیدی با در نظر گرفتن الگوی مصرف عباس رجبی خانقاهی عباسنژاد * مجید عمیدپور 3 1 ع یل اطالعات مقاله دريافت مقاله: 1393/08/08 پذيرش مقاله: 1394/0/0 واژگان كلیدي: وب رمکر یورش دی ل وی مگر الع ه جایر به نهسازیا چکیده يکیی ز موعیو اهی ریه در سر تیی س سیتمهیای مرمیاي ور یورشی دی رمتیر میورد هوجه قیر ر مرفتیه سیت هوجیه بیه چ یون ی هوزيیم ور میرص بیر ی مگیار مونیامون در سیول ر ز میباشیدا الیور در نگیو رلکتورهیا دريافیت تید ریری ه یم ر ی يی مترمربیم ز سیلک رلکتیور بید ن در نظیر میرفتر مگیر ور میرص پار مترهیای دي یر مورد هوجه قیر ر مییم یرد درتالیریه مییهیو ن جهیتم ری رلکتورهیا ر سیوری ه نمیود ریه ب یترير جیذر نیرطی ز يی سییا ام مگییر یورش دی به عیو هیث ی ر سیلک بیا بیازده تر رهیی بیارهر بیا هوجیه بیه ها ییر م دمییای م ییزن جییود د شییته باشییدا در الییول م اسیی ام ر سیول یرو سیت میا هیث ر ل یو چ یون ی هوزيیم مگیر رهعیاغ جار ف یايی بیر ز يیه رلکتیور ر ئهشیده بیه يژه بیر جهیتم ری رلکتیور رمتیر موردبررسیی قر رمرفتیه سیتا هید ز يیر ملال یه به نیهسیازی همزمیان پار مترهیای سر تی شامل ز يای رلکتورهیا سیلک ونهیا ل یوی مگیر ور میرص سیتا مقايسیه نتیاي فقط دريافیت تید ریری ه سال انه 1/5% ی الرفهجويی قتگادی میباشدا تجیم م یزن یی یره بیا در نظیر میرفتر بهدسیتومده باتالیت متید ل ریه هید یم سیت ن یاندهنده فز ي یی %7 ی الیرفهجیويی نیرطی ( قدمه 1 در سالهای ی ر با راه منابم سویتهای فس لی فز ي نت ار دی رس د رربر به دل ل راربرد ير منابم همايل به ستعاده ز فز ي یورش دی نرطیه یا يافته هجديد پذير م گوالا نرطی ستا وب رمکرهای یورش دی ي راربرد ملی بر ی جاي زينی وب رمکرهايی هستند ره با نو غ سویتهای فس لی مانند ماز س ی سویتهای مر ن مانند لکتريس ته رار میرنندا س ستمهای مرماي ور یورش دی يکی ز مؤ رهرير ر هها بر ی هول د ورمرص بر ی راربردهای یان ی د ری هجاری الن تی مد رس دي ر راربردها میباشندا ي س ستم یورش دی در ب تر شر يط ور مرماي هو يی با به ور رنترل درو ردن نرطی یورش دی ون ر ه ديل به نرطی مع د تر رهی میرندا بر ی رس دن به مارزيمم ر ندمان در وب رمکرهای یورش دی ن از ست ها به مناسوهرير پار مترهای سر تی دستيافتا پار مترهای سر تی شامل سلک رلکتورها تجم م زن ز يه ش و الع ه رلکتور ) ز يه سمت الع ه رلکتور ( ( میباشدا نوغ ن وهی مگر ور مرص در راربردهای مونامون )یان ی هجاری د ری ااا( زجمله مهمهرير فارتورهای هث رمذ ر *ا پست لکتر ن نويسنده مسئول: abbasnejad@shahroodut.ac.ir د ن جوی رارشناسی رشد د ن کده مهندسی مکان ستاديار د ن کده مهندسی مکان ستاد د ن کده مکان د ن اه شاهر د د ن اه شاهر د د ن اه الن تی یو جه نگ ر لدير سوسی
به نهسازی همزمان پار مترهای سر تی وب رمکر یورش دی با در نظر مرفتر ل وی مگر 11 ر ی پار مترهای به نهی سر تی میباشدا ل وی مگر ور مرص در هر راربردی به ه د د فر د فرهنگ مگر نوغ راربری بست ی د ردا در دهههای مذشته بر ی دست يافتر به بهترير پار مترهای سر تی ه ق قام مسترده ی هم درزم نهی ش هسازی هم س ستمهای مرماي ور یورش دی میال با رم نرص فز ر ش درزم نهی نجاصشده به نهسازی ستا بر ی هسازی هرنس س ه ق قاهی ر ی هث ر پار مترهای مونامون بر سر تی به نه ور مرمکنهای یورش دی نجاصشده ست] 1-8 [ا همچن ر مدلهای ش هسازی بر ی سر تی س ستمهای مرماي ور یورش دی بهرار برده شده ست] 7 13-9 [ا درزم نهی به نهسازی س ستمهای مرماي ور یورش دی ن ز ف ال تهای زيادی نجاص شده ستا بر ی میال ر شهای به نهسازی یلی یورش دی به رار ل وريتمهای ه ق ق هکاملی ن ز در هکن بهراررفته ست] 5-6 غ ریلی در س ستمهای مرماي ور مرفته شده ست] 15-14 [ا همچن ر های به نهسازی 16 [ا ب تر ملال ام درزم نهی به نهسازی در سالهای ی ر هو بم هدفی متعا هی د شته- 4 ندا به نو ن میال چانگ 3 ها لدر 5 هزينهی رولکارنی 8 س کل سال انه ]1 18-17[ قون م 6 رالوم ر 7 بارلی 9 الرفهجويی د رهی مر] 6 مورد ن 0-19[ بارلی نرخ بازم ت د یلی] 19 [ لومانس 10 م کائلسون 11 بازم ت سرمايه] 5 ر ندمان سال انه رسر یورش دی] 3 بور 1 1[ 14 شارياه 13 ت ی ماهر ی 14 15[ ر 8 به نو ن هابم هد نت ار رردندا در د بررسی ]18[ ][ به هره و " ه ر فضای سر تی" قتگادی" یورش دی " ونال ز تر رهی رزيابی ر بر ی به نهسازی س ستمهای مرماي ور ر ئهشده ستا فضای سر تی در ملال هی رولکارنی همکار ن ]18[ با ر دن یلوط ابت رسر یورش دی ر ی در نمود ر سلک رلکتور در مقابل تجم م زن با مدل هان رامال م لوط شونده ر ئه شده ندا در ير ملال ه م اهده شده ست ره ي م ن مم همچن ر ي مارزيمم تجم م زن بر ی هر رسر یورش دی م ر سلک رلکتور جود د ردا ب ال ه جود ي م ن مم مارزيمم سلک رلکتور بر ی ي رسر یورش دی تجم م زن ابت م اهده شده ستا هد اللی ه ق ق در ملال هی ر م همکار ن سورنیمدم ي تد مرماي 15 ][ به نهسازی رار يی ور یورش دی غ رمستق م ف ال با بکار بردن م کر ل وريتم طنت بوده ستا نتاي ن ان میدهد ي هلابق یور ب ر متوسط ماه انه ند زه- م ری شده پ ب نی شدهی ه م مومی فقی جود د ردا ونمونه ره میهو ن دريافت ر ی هث ر نوغ ن وی مگر ور مرص ر ی به نه ز يه ش و رلکتورها ملال ه زيادی نجاصن ده ستا با هوجه به ملال ام نجاصشده ر ی س ستمهای مرماي ور یورش دی هث ر نوغ ن وهی مگر ر ی پار مترهای سر تی ب گوص رلکتورها ز يه ش و ونها ملال ام ندری نجاصشده ستا در قم ب تر ملال ام نجاص شده بر ی نت ار ز يای به نه در تالتی بوده ست ره رلکتورها ر بهالورم جد مانه بد ن دیالت هث ر نوغ ن وهی مگر ور مرص بررسی ررده ند ر بلی ن ز بر ی مقد ر به نهی ير ز يا ر ئه شده ستا در ر بله با هث ر ل وی مگر ور مرص ر ی پار مترهای م تلف سر تی وب رمکر یورش دی ه ق قاهی هارنون نجاصشده ستا ر شهای م تلعی بر ی هست بر ی میال بارلز رل ر 16 رردن م زن ور مرص یان ی با راربرد چندير پر فايل مگر ور مرص یان ی ستعاده ررده ند ] 3 [ا همچن ر جردن طن 17 ل وهای م تلف مگر ور مرص ر بر ی 11 Michelson et al 1 Boer et al 13 Shariah et al 14 Matrawy et al 15 Kim et al 16 Buckles and Klein 17 Jordan and Vajen 3 Chang et al 4 Hawlader et al 5 Kulkarni et al 6 Ghoneim et al 7 Kalogirou et al 8 Barely et al 9 Gordon et al 10 Loomans et al
113 رج ییانقاهی اسنژ د م دپور وب رمکرهای یورش دی م تلف به رار برده ند] 4 [ا هث ر ل وی مگر ور مرص ر ز نهی یان ی بر رار يی م زن ور مرص هوسط سپار همکار ن به نه سر تی هوسط رولکارنی بررسیشده ]5[ 18 بر ر ی فضای همکار ن ]18[ 19 ن ز ستا ل وی مگر ور مرص به نو ن پار متری مؤ ر در به نهسازی س ستم مرماي ور یان ی ز سريق ]6[ بر ی م اهدهی پر رردن مجدد )باز پررنی( ور 0 هث ر ر ی ر ندمان س ستمهای مرماي ور یورش دی ]8[ ستا بهراررفته با هوجه به ملال ام مذشته درزم نهی به نهسازی ش هسازی س ستمهای مرماي ور یورش دی هث ر ل وهای مگر پار مترهای سر تی ب گوص ور مرص بر ر ی به رلکتورها الورم همزمان رمتر مورد هوجه مرفته ستا با هوجه به هم ت به نهسازی همزمان پار مترهای سر تی در الرفه- جويی نرطی هزينه س ی شده ست ها در ير زم نه )ره تد قل در ر ور ير ن بررسی ن ده ست( ملال اهی نجاص شودا در ير مقاله هث ر ل وهای مگر پار مترهای سر تی ب گوص ور مرص ر ی ش و رلکتور ديده شده ستا بتد هث ر ل وهای مگر راربردی ر ی بررسیشده ش و رلکتور پار مترهای دي ر سر تی ستا م ز ن الرفهجويی نرطی در ر به نه شدن ز يای سمت الع ه ش و رلکتور ملال ه چند نوغ س ستم مرماي ور یورش دی مقايسه شده ندا د مه هث ر فز ي يا راه مگر ر ی ش و رلکتورها بررسی شده ستا - توصیف مدل -1- مدل ریاضی تشعشع ه م رلی شامل ه م مستق م ه م پ ی در بازهاب ز زم ر میباشدا ه م پ ی يا ديع وز مهمهرير پار متر در م اس هی ه م رلی ست هث ر رلکتور در ير قسمت ز ه م م اهده میشودا ه م ديع وز شامل سه قسمت ستا قسمت ل ب يز هر پ ره بهسور يکنو یت ز هماص من د وسمان دريافت میشودا قسمت د ص ب ی ز ه م ديع وز ست ره در سر ه م مستق م جود د رد به نو ن ب د ر یورش د 1 )قسمتی ز ه م ديع وز ره در سر ه م مستق م پر رندمی ر بهجلو ه ست( میباشد ره درنت جهی م یورش دی همررز در وسمان سر یورش د ستا سوم ر ب ن ز ر شنايی فق ست ره در بنابر ير ه )1( ه ر همررز در نزديکی فق تاالل میشود] 7 [ا م ديع وز ر بهالورم زير میهو ن نوشت: IT d IT d iso IT d cs IT d hz,,,,,,, در م ادله بار ه م ديع وز رلی ر ی سلک ش ود ر بر بر با جمم سه ب ه م ديع وز ره به هره و با يکدي ر جمم شده ندا مدلهای ه م مونامونی شامل مدل يز هر پ مدل پرز همکار ن ير مدلها هنها مدل پرز شامل هماص قسمته یا جود د ردا در م ان م ه ديع وز میباشدا بر ی سلوتی با ز يه سمت الع ه د ر ز العر در ن مکرهی شمالی 180 درجه در ن مکرهی جنوبی مدل پرز پ نهاد میشود ] 7 [ا در ير مقاله ن ز بر ی رس دن به مدل ه م مناسو چون هد بررسی هث ر ل وهای مگر بر رلکتورها ست مدل ه پرز بهراررفته ستا م م رلی ر ی سلک رلکتورها در مدل پرز شامل 5 قسمت ست: مستق م يز هر پ ديع وز سر ه م مستق م ر شنايی فق بازهاب )( ره ز زم را 1 cos T b b d (1 1)( ) a 1cos d 1 sin g( ) b I I R I F I F IF I I b ه ديع وز زم ر میباشدا م مستق م I مجموغ ه م مستق م ز يه ش و رلکتور فارتور هندسی g عريو بازهاب cos Rb( ) cosz ه م مستق م ر ی سلک ش ود ر به همان ه سلک نس ت م ر ی 1 Circumsolar Perez et al 18 Spur et al 19 Kulkarni et al 0 Replenishment water
ا[ به نهسازی همزمان پار مترهای سر تی وب رمکر یورش دی با در نظر مرفتر ل وی مگر 114 سلک فقی در هر زمان ستا ز يای ز يای هاب سمت لرأس z F F 1 عر يو سر ه م مستق م ر شنايی فق هستندا a به هره و م ه b بر ی م اس هی ز يهی هاب در م ر ط ه م سر ه م مستق م ر ی سلک ش ود ر بهالورم زير ب ان میشود ]7 )3( عر يو ر شنايی فقی به رار میر ند ره a max[0,cos ] b max[cos85,cos z ] F F 1 هاب ی ز سه پار متر ره شر يط وسمان ر هوال ف میرنند هستندا ير سه پار متر ز ارم ند ز يهی سمت لرأس) ( z ر شنايی يا عو ( ( دری ندمی ز ه (ره هاب ی ( م ديع وز سا تی I d I b )4( ره میباشدا ه d In 6 3 5.53510 z Id 6 3 15.53510 z م مستق م I z میشودا I n درجه برتسو بهالورم Ib cosz I )5( ه ريف m d I on 1 m cos Z 360n Ion Gsc (1 0.033cos ) 3600 365 )6( G sc ره )7( ر شنايی ابت یورش دی با مقد ر 1367 ستاعر يو w m F F 1 هاب ی م د دهی متعا م عر يو م تق شدهی وماری بر ی ست ي مجمو هی پ نهادی ز عر يو در جد ل 1 و رده شده ستا م ادرم مربوط به م اس هی F F 1 )8( به شکل زير میباشد: F1 max[0,( f11 f z 1 f13)] 180 F ( f1 f z f3) 180 )9( -- مددددل خورشیدي یسددد هددداي گرمدددایش آب ي س ستم مرماي ور یورش دی هرر و ي مجمو ه رلکتور یورش دی س ستم نتقال نرطی یی ره هان ستا ب اللی ي وب رمکر یورش دی رلکتورها هستند ره ه م ر جذر ررده به نرطی تر رهی مع د ه ديل میرندا ير مرما سپس هوسط س ال )ور م لول ه لر مل کول در ور هو نتقال تر رم ) ره در سر سر رلکتور میچریند جذر میشودا ير تر رم میهو ند یی ره شود يا به سور مستق م به رار ر د] 8 [ا هعت نوغ س ستم مرماي ور یورش دی ر میهو ن بر ی مرماي ور مگرفی میهو ن به راربردا همانسوری ره در جد ل ن ان د دهشده ست سه نوغ س ستم در ير مقاله بررسی شده ست ره شامل س ستم ج اری مستق م غ رمستق م بد ن م زن ه ل ه با م زن ه ل ه میباشدا ديامر ص شماه کی س ستم مرماي ور یورش دی غ رمستق م بد ن م زن ه ل ه در شکل 1 ن ان د ده شده ستا ير س ستم مرماي ور یورش دی ي س ستم بد ن م زن ه ل ه شامل م دل تر رهی د یلی میباشدا در ير س ستم م لول ور ه لر مل کول در ي س کل بسته در ن لولههای رلکتور میچریند مرمای جذرشده ز سريق م دل تر رهی به ور د یل هان منتقل میشودا مقد ر نرطی مع دی ره در هر ل ظه هوسط رلکتور جذر میشود )10( در ير م ادله ارهست ز: dq gain dt q A G gain col C T A C سلک رلکتور برتسو مترمربم مقد ر ه م ر ی سلک ش ود ر برتسو G T w m میباشدا ر ندمان رلکتور ر col ز م ادلهی یلی زير میهو ن به دست و رد: ( T ) ( ) ci T amb col FR FRU L GT )11( T ci ره دمای س ال ر دی به رلکتور م ط میباشندا نرطی جذرشده با: T amb )1( دمای ز سر دي ر بر بر ست q m C T T gain col pw colo coli
115 رج ییانقاهی اسنژ د م دپور M col kg T co دمای س ال یر جی ز رلکتور جرمی س ال رلکلتور میباشدا نرخ جريان m col با هوجه به عريو هث ر رلکتور) )Eff HX مرمای نتقاليافته به م زن به شکل زير ه ريفشده ستا trans HX gain q Eff q )13( بارنس نرطی بر ی م زن میشودا )14( در م ادلهی بار بهالورم م ادلهی زير ب ان dt V C q q q dt tank tank Pw trans use loss جرص تجمی ور V tan k تجم هان C Pw مرمای يژه ور د یل هان میباشندا نرطی ی q use ست ره هر ل ظه به مگر میرسد ز م ادله زير به دست میويدا q m C ( T T ) use use Pw tank sup )15( ره در ون هان مگرفی بر T tan k T sup با فرو یتالط رامل م زن به هره و دمای ور هاذيه دمای m use ساس ل وی مگر میباشندا مقد ر ور مرص نرطی هالفی ز هان یی ره با فرمول )16( ب ان میمرددا q U A T T loss tank tank tank amb )16( مقد ر عريو هال تر رهی رلی ( )U tan k W 0.16 m. K مساتت A tan k پ نهاد میشود] 8 [ا م ادله زير م اس ه میشودا )17( در م ادلهی )17( رهعاغ هان سلک یارجی م زن یی ره ست tank tank tank tank بر بر A r r h ش اغ هان r tan k یی ره ز h tan k ستا مو زنهی نرطی بر ی س ال در مردش در ن رلکتورها م دل بهالورم زير میباشدا جرص س ال در مردش در ن س ستم بسته برتسو C Pcol مر مرمای ن ز مرمای يژه سال نتقال تر رم ستا نتقاليافته به م زن رمتر ز بار تر رهی در هر ل ظه باشد نرطی تر رهی باق مانده هوسط نرطی پ ت ان )رمکی( فر هم میشودا ره هوسط م ادلهی )19( نمود می- يابدا qauxilliary musec P ( Tload Taux ) w )19( رسر یورش دی به الورم زير ب ان میشود: q load quse qaux qload qaux q SF 1 aux qload qload )0( م ادرم مربوط به س ستم مستق م ج اری ن ز بس ار م ابه م ادرم بار ستا چون هنها هعا م س ستم مستق م با س ستم غ رمستق م بد ن م زن ه ل ه جود م دل تر رهی ست بنابر ير م ادلهی )14( به شکل زير درمیويدا dt V C q q q dt tank tank Pw trans use loss )1( همچن ر به دل ل ن ود م دل در س ستم مستق م م ادلهی )18( در ير س ستم غ رمستق م در جود تذ میشودا هعا م د س ستم دص جود م زن ه ل ه ستا در ب ان م ادرم مربوط به س ستم غ رمستق م با م زن ه ل ه بايد به ير نکته هوجه رن م ره م ادلهی )18( به شکل زير درمیويدا m C dt q q q dt ci draintank p gain w trans lossdt )( در م ادلهی بار mتجم draintank ور رلکتورها م زن ه ل ه ستا q lossdt در مردش در ن هال تر رهی ز م زن ه ل ه میباشد ره با م ادلهی )3( ب ان میشودا qlossdt UdraintankAdraintank Tamb T ci )3( M C dt q q col dt ci col P gain trans )18(
س- به نهسازی همزمان پار مترهای سر تی وب رمکر یورش دی با در نظر مرفتر ل وی مگر 116 جد ل 1- عر يو ر شنايی بر ی مدل پرز همکار ن ]7[ م د دهی 0-1/065 1/065-1/30 1/30-1/500 1/500-1/950 1/950-/800 /800-4/500 4/500-6/00 6/00- f11 f1 f13 f1 f -0/196 1/084-0/006-0/114 0/180 0/36 0/519-0/180-0/011 0/00 0/454 0/31-0/55 0/07-0/098 0/866-0/381-0/375 0/03-0/403 1/06-0/711-0/46 0/73-0/60 0/978-0/986-0/350 0/80-0/915 0/748-0/913-0/36 0/173-1/0450 0/318-0/757 0/103 0/06-1/698 f3 0/019-0/038-0/046-0/049-0/061-0/04 0/065 0/36 جد ل - س ستم مرماي ور یورش دی] 8 [ یس غیرفعال یس هاي مس قی س ستمهای مردش مستق م)تلقه باز ف ال( س ستمهای مردش غ رمستق م )تلقه بسته ف ال( م دله یا س ستمهای هو يی تر رهی د یلی یارجی هرموس عون )مستق م غ رمستق م( س ستمهای يکپارچه رلکتوری یی رهساز T colo m tank T auxi T load m load T coli m col T coil T tank m makeup شکل 1 ستم مرماي ور یورش دی 3- روش بهینه ازي بر ی به ود ملکرد هر س ستم رزص ست ها به نههرير تالت رارررد ون س ستم ر ب اب ما بدير منظور س ستم موردنظر بايد مدل شودا يکی ز ر شهای م مول در مدلسازی مدلسازی رياعی ستا مدهی مسائل ق ی بهالورم مدلهای رياعی غ ریلی مدلسازی میشوندا ي مدل غ ریلی با هابم هد میهو ند به د الورم با م د ديت بد ن م د ديت هقس مبندی شودا در ير مقاله بر ی به نهسازی س ستمهای مرماي ور یورش دی زنظر ماه هث ر ل وهای مگر م تلف بر ر ی ز يه ش و رلکتور دي ر پار مترهای سر تی هابم هد قتگادی نت ارشده ستا
117 رج ییانقاهی اسنژ د م دپور ره TCA ( Cc Ac Cst Ast CRR ) CRF CauxQ aux C c هزينه هر مترمربم رلکتور A c هزينه م زن به ز ی هر مترمربم سلک ون جان ی م زن یی ره مساتت رلکتور C st A st C R مساتت هزينه س ستم پ ت ان به ز ی هر ر لو م R مارزيمم هو ن مرمکر رمکی برتسو C aux ر لو م Q aux هزينه نرطی به ز ی هر ر لو م سا ت نرطی رمکی موردن از برتسو ر لو م سا ت هستندا مدلسازی رياعی رلی به شکل زير ستا MinimizeTCA subject to 180 180 0 90 Ac 0 V 0 c 180 Ac 1 T (1,1) [ qtrans quse q loss ] t mtankcp w T ( last int erval ) T)lastinterval( دمای هان در بازهی زمانی ل )1 1(T دمای هان در بازهی زمانی نتهايی میباشداپس ز مدلسازی نوبت به نت ار ر ش مناسو به نهسازی ستا ر ش به نهسازی بر ی دست يافتر به شر يط به نهسازی مومی 3 بايد بتو ند ي سری ز م ادرم غ ریلی ناهمو ر ر تلرندا مناسوهرير ر ش تل ر ش SQP يا Sequential Quadratic programming بوده ستا با هوجه به غ ریلی بودن ناهمو ر بودن 4 ر ش SQP به دل ل نوغ ل وريتم مورد ستعاده به نو ن مناسوهرير ر ش در تل ير نوغ م ادرم نت ارشده ستا ير ر ش ز ل وريتمی م ابه ل وريتم فر ن - لف بریورد ر ست ره هابم هد موجود در مسثلهی غ ریلی با بسط د دن با شر غ ز نقاط ل ه ه ديل به ي مسثلهی یلی شده ها رس دن به ي هم ر يی مناسو مسثله با نقاط شر غ متعا م هکر ر میشودا در هر مرتله ز ير ر ش بر ی تررت ز نقله موجود به نقله ب دی ي ماص به نه به دست میويد ره مر سول ير ماص هقري ا بر بر العر باشد م اس ام متوقفشده جو ر بهدستومده همان جو ر به نه یو هد بودا يکی ز نکام مهم در ير مسثله ستعاده ز ر ش نقله شر غه یا متعا م 5 در بتد به نهسازی در م ط نرص فز ر بر ی تل میباشدا ره ز Lingo قدرهمندهرير نرص فز رها در تل مسائل یلی غ ریلی ست نجاص شدا با هوجه به سایتار نرص فز ر Lingo زياد بودن پار مترهای موجود در مدل ير نرص فز ر در ب تر مو قم قادر به پ د رردن جو ر ن ود يا ينکه زمان بس ار زيادی بر ی تل ن از بودا لذ بر ی رس دن به جو ر هوس هی مدل در س ستمهای م تلف ز EXCEL برنامهنويسی در مارر ي نیVBA ستعادهشده ستا عمنا بر ی ت ار سنجی ر ش ستعادهشده بتد نقاط زبان ل ه متعا هی بر ی ال ت ت ار جو ر بکار برده شد لی بر ی سم نان ب تر هوسط زبان VBA با مسسته سازی فضای جو ر همامی نقاط موجود در فضای جو ر در سی رد نوشتهشده در هابم هد قر رمرفته نقله به نه به دست میويدا قابلهوجه ست ره فضای جو ر به تالت مسسته درومده ما چون در جو ر به نه هث ری ند رد م کلی در هابم هد به نه يجاد نمیرندا با نجاص ير مل به نت جه يکسانی با ل وريتم به نهسازی دستيافت م ره ن ان می- دهد ل وريتم دست میيابدا موردنظر 4- ن ایج و بحث در فرويند در زمان رمتر به جو ر درستی به نهسازی پار مترهای م تلف س ستم د دههای ر دی ن از ستا پار مترهای ابت زير بر ی ير مساله در نظر مرفتهشده ستا مکان: ههر ن با 35 درجهی شمالی 54/1 درجه- ی غربی رهعاغ 1/149 ر لومتر ز سلک درياا دادههاي دماي هوا ز سازمان ير ن)سانا(] 9 [ ست ر جشده ستا نو نرطیه یا )4( )5( 5Multistart 3 Global optimization 4 Non smooth nonlinear
به نهسازی همزمان پار مترهای سر تی وب رمکر یورش دی با در نظر مرفتر ل وی مگر 118 مخزن ذخیره ستو نه ی بهالورم رامال م لوط شونده با = ( h ) d ا فاك ور مشخصه ز د دههای هست ستاند رد FU R L =4/64 W m C FR( ) n ]30[ با =0/84 جريان جرمی س ال kg sm. 0/0 ل اظ شده ستاا امل رلکتور بر بر با مقد ر مرمای يژه س ال نتقال تر رم ز شر 005 6 با مقد ر %0(C Pcol =40 J kgk ه لر مل کول(ا یتالط ور با 1-4- تأثیر الگوهداي مصدر آب گدر كداربردي روي پارام رهاي طراحی شکلهای ها 5 ل وی مگر ور مرص ر راربردهای یان ی )وپارهمان مسکونی 15 به هره و بر ی تد( د ری هجاری مدرسهی نوبت گر ن ان میدهدا پار مترهای سر تی به نه بر ی ير ل وها در جد ل ومده ستا 3 ونمونه ره در جد ل 3 ن ان د دهشده ست ز يهی سمت الع ه بر ی ل وی مگر مربوط به وپارهمان مسکونی مقد ر نزدي به دريافت تد ریری ه م ر د رد ره ير به دل ل جود مگر در سا ام ب د غر ر یورش د ن ود همزمانی مگر جذر میباشدا بر ی مگار ماما يه ز دي ر مقد ر می ت ستا ي نی رلکتورها بايد به سمت غرر رنندا ير مر در ل وهای هجاری مدرسه ب تر به دل ل همزمانی مگر جذر میباشدا به دل ل ير همزمانی رلکتورها به سمت ز يه ی میرنند ره با پاي ر ومدن دمای م زن ر ندمان رلکتور ر تد ریر سازدا بنابر ير میهو ن معت ره بر ی غلو تدها بايد به سمت غرر شوندا عمنا ش و رلکتورها دد مگر 45 همانمونه ره م اهده میشود به نزدي ستا بنابر ير میهو ن معت ره هث ر در همامی ل وها بهمونه ی ست ره رلکتورها به ز يهی 45 درجه نزدي میشوندا شکل 6 م ز ن الرفه- جويیهای نرطی م ادل تال تاعر رل هزينه در سی ر در مقايسه باتالتی ره ز يای ماما بتا مر مع د 7 )ش و( در مقد ر دريافت تد ریری ه م قر ر د رند ن ان میدهدا همانسوری ره در شکل 6 ن ان میدهد م ز ن الرفهجويی نرطی سال انه در ل وهای مگر م تلف ها مرز 7% ن ز میرسدا ير دد ب ان ر هم ت به نهسازی همزمان ز يای مربوط به رلکتورهاست ره رمتر م اهدهشده ستا م ز ن الرفهجويی قتگادی )م ادل تال تاعر رل هزينه( ن ز ها مرز 1/5% میرسدا ير م ز ن ن ز با ها ر د ز يه بس ار چ م ر ستا شکل - ل وی مگر ور مرص وپارهمان 15 تد شکل 3- ل وی مگر ور مرص مدرسه نوبت گر 6 ASHRAE 7 Net present value
119 رج ییانقاهی اسنژ د م دپور شکل 4- ل وی مگر ور مرص تد هجاری شکل 5- ل وی مگر ور مرص تد د ری پار مترهای به نه جد ل 3- پار مترهای به نه بر ی نو غ ل وهای مگر نو غ ل وهای مگر ور مرص وپارهمان تد د ری مدرسه نوبت گر تد هجاری -0/7 3/ 76 18 16 سلک رلکتورها)مترمربم( 43/18 43/ 31 46/ 19 43/ 77 11/68 48/ 6 95/ 1 17/ 3 3331 1761 38 349 تجم هان یی ره)ل تر( الرفه جويی در م ادل تال تاعر رل هزينه الرفه جويی نرطيی 7 6 5 درصد صرفه جویی 4 3 1 0 مدرسه نوبت گر تد د ری تد هجاری وپارهمان انواع مخ لف الگوهاي مصر آب گر شکل 6- درالد الرفهجويی نرطی م ادل تال تاعر رل هزينه بر ی نو غ ل وها
بهینهسازي همزمان پارامترهاي طراحی آبگرمکن خورشیدي با در نظر گرفتن الگوي مصرف 10-4- مقایسد هي پارام رهد اي طراحد ی هاي مخ لف گرمایش آب خورشیدي - یسد بر ی مقايسه س ستمهای م تلف مرماي ور یورش دی به هره و س ستم غ رمستق م با م زن ه ل ه غ رمستق م بد ن م زن ه ل ه مستق م با شمارههای 1 ستا د دهشده 3 ن ان شکل 7 ها ر م ز يای سمت الع ه) γ ( ش و رلکتور) β ( ر با هوجه به نوغ س ستم ن ان میدهدا در شکل 7 م ص ست ره ز يهی ب ترير مقد ر در س يکی ز دريلی ره با ث γ در س ستم غ رمستق م با م زن ستم مستق م رمترير مقد ر ر د ردا زياد رلکتورها در س ستم غ رمستق م با م زن شده هالفام تر رهی زياد ير نوغ س ستم ست رلکتورها با س ی در ج ر ن ير هلعام د شته ها در سا ام مگر ب ترير جذر ر د شته در سا ام ن ود ه م ن ز ب ترير ر ندمان ر د شته باشندا ز يه ش و رلکتورها در همامی ير س ستمها مقد ر نزديکی به هم د رندا شکل 8 م ز ن ها ر م نس ت تجم م زن به سلک رلکتورها ر ن ان میدهدا با هوجه به شکل 8 مقد ر ير نس ت ز 0 ها 57 ها ر میرندا بازهم میهو ن معت ره س ستم غ رمستق م با م زن ه ل ه به دل ل هال تر رهی ب تر نس ت به بق ه س ستمها تجم م زن یی رهی رمتری ر د ر میباشدا شکله ی 9 ا ها 11 ها ر م دمايی م زن یی ره در ماهه یا نهم ل به هره و بر ی س ستمه یا مستق م غ رمستق م بد ن م زن با م زن ه ل ه ن ان میدهدا شکله یا 1 13 ن ز دماهای ل ه هان به هره و بر ی د س ستم میدهدا با مقايسه شکله یا نماي مستق م 1 ه یا م تلف سال ر غ رمستق م ن ان 13 درمیياب م ره دماهای ل ه در هان یی ره در همامی ماهها رمتر در س ستم غ رمستق م رمتر ز دماهای هان مستق م ستا در س ستم لت ير موعوغ ر میهو ن با راه دمايی ب تر در سی سا ام مگر به دل ل هلعام ب تر مره ط د نستا با م اهدهی شکله ی 9 ا ره ر ند فز ي راه دمايی در س ستم غ رمستق م بس ار هندهر ز س ستم مستق م ستا در قم در س ستم غ رمستق م بر ی رس دن به مارزيمم دما سلک م ر ز رسر یورش دی رلکتورها با ب تر راه م ز ن تجم س ی دررس دن به ير مللور د رندا لی در س ستم مستق م چون ر ند ها ر م دمايی يکنو یتهر ست بنابر ير بر ی رس دن به پار مترهای به نه زجمله رسر یورش دی م ر هث ر رلکتورها رمتر م ز ن تجم ب تری ز ور به ز ی هر مترمربم ز سلک رلکتور قابل ت مرص شدن د ردا همچن ر با مقايسه شکله یا 15 14 م ص ست ره م ز ن مگر هث ر چند نی بر ز يه رلکتور ند ردا شکل 7- ها ر م ز يای سمت الع ه ش و رلکتورها در نو غ س ستمهای مرماي ور یورش دی شکل 8- ها ر م نس ت تجم م زن یی ره به سلک رلکتورها در نو غ س ستمهای مرماي ور یورش دی ها 11 ن ز میهو ن دريافت
11 رج ییانقاهی اسنژ د م دپور شکل 9- ها ر م دمايی هان یی ره لف( ماه نهم ر( ماه ل در س ستم مستق م شکل 11- ها ر م دمايی هان یی ره لف( ماه نهم ر( ماه ل در س ستم غ رمستق م با م زن ه ل ه شکل 1- ها ر م دمای ل ه هان یی ره در ماهه یا در س ستم مستق م م تلف شکل 10- ها ر م دمايی هان یی ره لف( ماه نهم ر( ماه ل در س ستم غ رمستق م بد ن م زن ه ل ه شکل 13- ها ر م دمای ل ه هان یی ره در ماهه یا در س ستم غ رمستق م م تلف
بهینهسازي همزمان پارامترهاي طراحی آبگرمکن خورشیدي با در نظر گرفتن الگوي مصرف 1 شکل 14- ها ر م ز يه سمت الع ه با فز ي راه مگر شکل 15- ها ر م ز يه ش و رلکتور با مگر سا تی ور مرص 5- ن یجهگیري در ير مقاله به بررسی هث ر ل وی مگر ور مرص بر ر ی پار مترهای سر تی ب گوص ز يای رلکتورها ي نی ز يه سمت الع ه) γ ( ) رلکتور( ز يه ش و الع ه رلکتور) β (پرد یتهشده ستا با بررسی ل وهای مگر م تلف ير نت جه بهدستومده ست ره در به نهسازی هب) همزمان پار مترها ز يای رلکتورها پار مترهای بس ار مهمی در سر تی به نهی رلکتورها هستند ره هارنون هوجه زيادی به ونها ن ده ستا با هوجه به ينکه هارنون ملال ام زيادی ر ی نت ار ز يای به نه رلکتورها بد ن هوجه به مگر ور مرص هث ر پار مترهای تجم سلک رلکتورها نجاصشده ير نت جه همزمان ها مقد ر %7 تااللشده ست ره با به نهسازی الرفهجويی نرطی نس ت به تالت دريافت تد ریری رلکتورها )بد ن هوجه به س ستم وب رمکر رلکتور هنها بررسیشده ست( ها م ز ن 1/5% ن ز الرفهجويی قتگادی تااللشده هم ت ستا به نهسازی همزمان پار مترها شامل ز يای رلکتور )γ β( سلک رلکتورها تجم م زن ر ن ان میدهدا با مقايسه- ی س ستمهای م تلف ج اری ن ز نت جهم ری شده ست ره در به نهسازی ير س ستمها مقد ر هالفام در نس ت تجم م زن به سلک رلکتور )نماينده- ی تجم م زن یی ره( بس ار مؤ ر در د س ستم مستق م ستا یتال غ رمستق م به 15 درجه ن ز میرسدا بنابر ير میهو ن معت ره به نهسازی همزمان پار مترهای سر تی در س ستمهای م تلف مرماي ور یورش دی ن ز بز ری بس ار مهم بر ی دست يافتر به به نههرير پار مترهاستا نکتهی مهم دي ر سور ير ابت( هث ری در ست ره فز ي يا راه مگر يا ز يه ش و رلکتورها در س ستمهای مرماي ور یورش دی ند ردا 6- مراجع [1]Chang, K.K., Minardi, A. (1980) Optimization formulation for solar heating systems. Sol. Energy, Vol. 4, pp.99-103. [] Ghoneim, A.A., Fisch, N.,Ammer, A.S.A., Hahne, E. (1993). Design of a solar water heating system for Alexandria. Egypt. Renew. Energ., Vol. 3, pp.577-583. [3]Shariah, A.M., Lof, G.O.G. (1996). The optimization of tank volume to-collector-area ratio for a thermosyphone solar water heater. Renew. Energ., Vol. 7(3), pp.89-300. [4] Krause, M., Vajen, K., Wiese, F., Ackerman, H. (00). Investigation on optimization large solar thermal system. Sol. Energy, Vol 73, pp.17-5. [5] Loomans, M., Visser, H. (00). Application of the Genetic algorithm for optimization of large solar hot water system. Sol. Energy, Vol. 7(5), pp.47-439.
13 رج ییانقاهی اسنژ د م دپور [6] Kalogirou, S.A. (004). Optimization of solar systems using artificial neural networks and genetic algorithm. Appl. Energ., Vol. 77, pp.383-405. [7] Chow, T.T., Fong, K.F., Chan, A.L.S., Lin, Z.,(006). Potential application of centralized solar water heating system for a high- rise residential building in Hong Kong. Appl. Energ., Vol. 83, pp.4-54. [8] Hobbi, A., Sidiqui, K. (009). Optimal design of a forced circulation solar water heating system for a residual unit in cold climate using TRNSYS.Sol. Energy, Vol. 83, pp.700-714. [9] Braun, J.E., Klein, S.A., Mitchell, J.W. (1981). Seasonal storage of energy in solar heating.sol. Energy, Vol. 6, pp.403-411. [10] Michaelides, I.M., Wilson, D.R. (1996). Optimum design criteria for solar hot water system. Renew. Energ., Vol. 9(1-4), pp.649-65. [11] Abdel, A.M., Mohamad, M.A. (001). Potential of solar energy utilization in the textile industry a case study. Renew. Energ., Vol. 3, pp.685-694. [1] Mills, D., Morrison, G.L. (003). Optimization of minimum backup solar water heating system.sol. Energy, Vol. 74, pp.505-511. [13] Zeghib, I., Chaker, A. (011). Simulation of a solar domestic water heating system. Energy Procedia, Vol. 6, pp. 9-301. [14] Michelson, E. (198). Multivariate optimization of a solar water heating system using the simplex method.sol. Energy, Vol. 9, pp.89-99. [15] Matrawy, K.K., Farkas, I. (1997). New technique for short term storage sizing. Renew. Energ. Vol. 11: pp.19-141. [16] Panteliou, S., Dentsoras, A.,Daskalopoulas, E. (1996). Use of expert system for the selection and the design of solar domestic hot water system. Sol. Energ., Vol. 57(1), pp.57: 1-8. [17]Hawlader, M.N.A., Ng, K.C., Chandratilleke, I.T., Sharma, D.,Koay, K.H.L. (1987). Economic evaluation of a solar water heating system.energ.convers.manage., Vol. 7, pp.197-04. [18] Kulkarni, G.N.,Kedare, A.B., Bandyyopadhyay, S. (007). Determination of design space and optimization of solar water heating systems.sol. Energy, Vol. 81, pp.958-968. [19] Barely, C.D., Winn, C.B. (1978). Optimal sizing of solar collectors by the method of relative areas.sol. Energy, Vol. 1, pp.79-89. [0] Gordon, J.M., Rabl, A. (198). Design analysis and optimization of industrial process heat plants without storage. Sol. Energy, Vol. 8, pp.519-530. [1] Boer, K.W. (1978). Payback of solar system.sol. Energy, Vol. 0, pp.5-3. [] Kim, Y.D., Thu, K., Bhatia, H.K., Bhatia, S.C., Ng, K.C. (01). Thermal analysis and performance of a solar hot water plant with economic evaluation. Sol. Energy, Vol. 86, pp.1378-1395. [3] Buckels, W.E., Klein, S.A. (1980). Analysis of solar domestic hot water heaters.sol. Energy, Vol. 5, pp.417-44. [4] Jordan, U., Vajen, K. (000). Influence of the DHW load profile on the fractional energy saving: a case study of solar combi-system with TRNSYS simulation. Proceeding of Euro- sun'000on Copenhagen, Denmark. [5] Spur, R.,Fiala, D.,Nevrala, D.,Probert, D. (006). Influence of the domestic hot-water daily draw-off profile on the performance of a hot-water store. Appl. Energ., Vol. 83, pp.749-773. [6] Kulkarni, G.N.,Kedare, S.B.,Bandyopadhyay, S. (009). Optimization of solar ter heating system through water replishment.energ.convers.manage.,vol. 50, pp.837-846. [7] Duffie, J.A., Beckman, W.A. (1991). Solar Engineering of Thermal Process.Second ed. Wiley, New York. [8] Kalogirou, S. (009). Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Academic Press, Elsevier Science. [9] http://www.suna.org.ir/. [30] Fanney, A.H., Klein, S.A. (1988). Thermal performance comparisons for solar hot water system subjected to various collector and heat exchanger flow rate. Sol. Energy, Vol. 40(1), pp.1-11.