بهينه‌سازي چندهدفه يك سيستم پمپ حرارتي منبع زميني تركيب شده با سيستم سرمايش خورشيدي

Multi-Criteria Optimization of a solar cooling system assisted ground source Heat Pump system

در اين تحقيق به بهينه‌سازي يك سيستم پمپ حرارتي منبع زميني تركيب شده با سيستم سرمايش جذبي خورشيدي پرداخته شده است. فرايند بهينه‌سازي با استفاده از يك الگوريتم تكاملي چندهدفه انجام شده است. سه فرايند بهينه‌سازي شامل بهينه‌سازي تك هدفه ترموديناميكي، ترمواقتصادي و چندهدفه انجام شده است. در مورد بهينه‌سازي چندهدفه، يك مثال از فرايند تصميم‌گيري براي انتخاب حل نهايي از جبهه بهينه پارتو ارايه شده است. نتايج نشان دادند كه بهينه‌سازي چندهدفه دو تابع هدف ترموديناميكي و اقتصادي را به طور همزمان مدنظر قرار مي‌دهد. نتايج بدست آمده با استفاده از روش‌هاي بهينه‌سازي مختلف مقايسه و مورد بحث قرار گرفتند. نشان داده شد كه بهينه‌سازي ترموديناميكي بر روي منابع انرژي تمركز مي‌كند، در حالي كه بهينه‌سازي ترمواقتصادي فقط بر روي منابع مالي تمركز مي‌كند. در مقابل بهينه‌سازي چندهدفه هر دو منابع انرژي و مالي را مدنظر قرار مي‌دهد. نتايج نشان داده‌اند كه درصد انحراف از مقادير ايده آل ترموديناميكي و اقتصادي براي سيستم بهينه ترموديناميكي به ترتيب 0% و 905%0 بودند. اين مقادير براي سيستم بهينه اقتصادي به ترتيب 104% و 0% به‌دست آمدند. مقادير انحراف از نقطه ايده‌آل براي سيستم بهينه چندهدفه براي معيارهاي ترموديناميكي و اقتصادي به ترتيب 10% و 88% به‌دست آمدند. نتيجه شد كه بهينه‌سازي چندهدفه معيارهاي ترموديناميكي و اقتصادي را بهتر از دو سيستم بهينه تك هدفه ترموديناميكي و اقتصادي ارضا مي‌كند.

In this study, optimization of a solar cooling system assisted ground source Heat Pump system (GSHP) is performed. The optimization process was carried out using a multi-objective evolutionary algorithm. Three optimization scenarios, including thermodynamic single objective, thermoeconomic single objective, and multi-objective optimizations, are performed. In the case of multi-objective optimization, an example of a decision-making process for selection of the final solution from the Pareto optimal frontier is presented. It was concluded that the multi-objective optimization considers two objectives of thermodynamic and economic, simultaneously. The results obtained using the various optimization approaches are compared and discussed. It is shown that the thermodynamic optimization is focused on provision for the limited source of energy, whereas the thermoeconomic optimization only focuses on monetary resources. In contrast, the multi-objective optimization considers both energy and money. The results showed that percentages of deviation from ideal values of thermodynamic and economic criteria for the thermodynamic optimized system were 0 % and 905 % respectively. These percentages for the economic optimized system were 104 % and 0 %, respectively. Deviation values from minimum ideal point for the multi-objective optimized design were obtained 10 % and 88 % for thermodynamic and economic criteria, respectively. It was concluded that the multi-objective design satisfies the thermodynamic and economic criteria better than two single-objective thermodynamic and economic optimized designs.