ارزیابی فنی و اقتصادی عملکرد سیستم ذخیره‌سازی سرما برای ساختمان اداری در اقلیم‌های مختلف ایران

نویسندگان

1 دانشگاه دولتی تفرش

2 اداره گاز استان مرکزی

چکیده

در این مقاله، عملکرد سیستم ذخیره‌ساز سرما با مخزن یخ برای یک ساختمان اداری بررسی شده است. استراتژی مورد بررسی برای این سیستم، پر کردن مخزن ذخیرۀ یخ به‌مدت 8 یا 16 ساعت در زمان غیرپیک مصرف برق بوده و در نهایت تخلیۀ مخزن ذخیرۀ یخ برای تأمین بار سرمایشی در ساعت کاری (یا پیک بار برودتی) در ساختمان است. ساختمان مورد بررسی ساختمان چهارطبقه همراه با زیرزمین و زیربنایی بالغ بر 3106 مترمربع است. در این مطالعه، عملکرد سیستم ذخیره‌ساز سرما در 6 شهر مختلف کشور ایران بررسی شده است. اثر این سیستم روی مصرف انرژی برای ذخیره و تخلیۀ مخزن ذخیرۀ سرما بررسی شده است و در نهایت مقایسه‌ای روی مصرف برق چیلر در حالت بدون و با سیستم ذخیره‌سازی سرما شبیه‌سازی شده و اثر این موضوع بر ضریب عملکرد سیستم مورد محاسبه و مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که این سیستم در شهر بندرعباس در زمان پیک شبکۀ سراسری برق کشور، عملکرد بهتری دارد. نتایج نشان داد که در مناطق گرمسیر، این سیستم دارای تأثیر بیشتری روی پیک سایی شبکه برق دارد. با به‌کارگیری تکنولوژی ذخیره‌سازی سرما بیش از 26% از مصرف برق در زمان اوج مصرف بار برودتی کاهش می‌یابد. در انتهای این تحقیق، بررسی اقتصادی ذخیره‌ساز سرما انجام شده و مشخصات سیستم مناسب با توجه به تعرفه برق ایران تعیین شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] کاظمی، جعفر، لشکری‌مبین، فرزاد، «مطالعۀ امکان استفاده از سیستم ذخیره‌ساز سرما به روش یخ بسته‌بندی‌شده در ایران»، اولین کنفرانس بین‌المللی گرمایش، سرمایش و تهویۀ مطبوع، تهران، صفحه 8ـ20، 1388. [2] انصاری، محمدامین، «به‌کارگیری سیستم‌های TES در بارهای سرمایشی مشترکین»، دهمین کنفرانس سراسری شبکه‌های توزیع نیروی برق، صفحۀ 42۰ـ42۷، 1384. [3] Elleson, J.S. and Dorgan, C.E., "Design Guide for Cool Thermal Storage", ASHRAE, ISBN 1-883413-07, 1993. [4] Sanaye, S. and Shirazi, A. "Thermo-Economic Optimization of an Ice Thermal Energy Storage System for Air-Conditioning Applications", Energy and Buildings Vol.60, pp. 100-109, 2013. [5] Ihm, P., Krarti, M., Gregor, P., and Henze, "Development of a Thermal Energy Storage Model for Energy Plus", Energy and Buildings Vol. 36, pp. 807–814, 2004. [6] Ruan, Y., Liu, Q., Li, Z. and Wu, J., "Optimization and Analysis of Building Combined Cooling, Heating and Power (BCHP) Plants with Chilled Ice Thermal Storage System", Applied Energy Vol.179, pp.738–754, 2016. [7] Rahdar, M.H., Emamzadeh, A. and Ataei, A., "A Comparative Study on PCM and Ice Thermal Energy Storage Tank for Air-Conditioning Systems in Office Buildings", Applied Thermal Engineering, Vol. 15, S1359-4311-01355-1, 2015. [8] Wu, C.T. and Tsai, Y.H., "Design of an Ice Thermal Energy Storage System for a Building of Hospitality Operation", International Journal of Hospitality Managment Vol. 46, pp. 46–54, 2015. [9] Sanaye, S., and Hekmatian, M., "Ice Thermal Energy Storage (ITES) for Air-Conditioning Application in Full and Partial Load Operating Modes", International Journal of Refrigeration, Vol. 15, S0140-7007(15)00309-6, 2015. [10] Rahdar, M. H., Heidari, M., Ataei, A. and Choi, J.K., "Modeling and Optimization of R-717 and R-134a Ice Thermal Energy Storage air Conditioning Systems Using NSGA-II and MOPSO Algorithms", Applied Thermal Engineering, Vol. 96, pp. 217-227, 2016. [11] Song, X. and Zhu, T., "Study on Optimal Ice Storage Capacity of Ice Thermal Storage System and Its Influence Factors", Energy Conversion and Management Vol.164, pp. 288-300, 2018. [12] Yang, T. and Sun, Q., "The Impact of Refrigerant Inlet Temperature on the Ice Storage Process in an Ice – on – Coil Storage Plate", Energy procedia Vol. 145, pp. 82-87, 2018. [13] Kaneko, Y., Kobiyama, M., Nagaoke, H. and Sato, T., "Air-Conditioning System for Apartment Residences by Using Water Made from Snow", Paper for ISCORD 2000. Conference in Hobart, Australia; 2000. [14] Näslund M., "District Cooling in Sundsvall Based on Sea Water and Stroed Snow, "Master thesis 2000:132 CIV, Luleå University of Technology. Department of Environmental Engineering, Division of Water Resources Engineering, Sweden; 2000. [15] Henze, G.P. and Krarti. M., "Predictive Optimal Control of Active and Passive Building Thermal Storage Inventory", Final Report for Phase I: Analysis, Modeling, and Simulation. U.S. Department of Energy National Energy Technology Laboratory Cooperative Agreement DE-FC-26-01NT41255, December, 2002. [16] کناری، غلامعلی، «ممیزی انرژی ساختمان مرکزی شرکت گاز استان مرکزی»، مشاوران خدمات انرژی آریان بهسا، 1392. [17] http://geonames.usgs.gov/ [18] اسکونژاد، محمد، «اقتصاد مهندسی ارزیابی اقتصادی پروژه‌های صنعتی»، چاپ هفتم، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1375.