مدلسازي، بهينه سازي و مقايسه سيستم ذخيره سازي يخ و سيستم مواد تغييرفازدهنده براي كاربردهاي تهويه مطبوع

Modeling and optimization and comparison of an ice thermal energy storage and a phase change material system for air-conditioning applications

در اين پروژه ، دو نمونه سيستم ذخيره سازي انرژي سرمايشي براي مصارف تهويه مطبوع در يك ساختمان اداري به صورت مجزا از جنبه هاي اگزرژي، اقتصادي و زيست محيطي در دو فرايند شارژ و تخليه مورد تحليل، بهينه سازي و مقايسه فني-اقتصادي قرار گرفته است. يك سيستم مي باشد. بازده (PCM) و يك سيستم شامل مخزن ذخيره سازي انرژي حاوي مواد تغيير فاز دهنده (ITES) شامل يك مخزن ذخيره سازي يخ اگزرژي و نرخ هزينه كلي سيستم به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شده اند. متغيرهاي تصميم گيري شامل دماي آب ورودي به هواساز دماي اشباع مبرد در ،(T دماي اشباع مبرد در اواپراتور ( 5 ،(TST ) دماي مخزن ذخيره سازي يخ ،(T دماي آب بازگشتي از هواساز ( 4 ،(T3) روي كل (NSGA-II) هستند. در ادامه، بهينه سازي چندهدفه با استفاده از الگوريتم ژنتيك چند هدفه با مرتب سازي نامغلوب (T كندانسور ( 8 سيستم صورت گرفت و مقادير بهينه پارامترهاي طراحي و توابع هدف به دست آمدند. در پايان، عملكرد سيستم هاي مدل شده از نظر ميزان برق و نيز مدت زمان بازگشت سرمايه با يك سيستم سرمايشي معمول در يك مطالعه موردي مقايسه شد. CO مصرفي و همچنين ميزان نشر گاز 2 بترتيب براي سيستم CO نتايج حاكي از كاهش 4,59 و 7,58 درصد مصرف برق و همچنين كاهش سالانه 17,8 و 27,2 درصد توليد گاز 2 در مقايسه با سيستم معمول است.

In this research, an ice thermal energy storage (ITES) and a phase change material (PCM) systems are contrasted while coupled to an air-conditioning system as a full cooling load storage system. The systems are modeled and assessed from exergy, economic and environmental point of views. A multi-objective optimization algorithms, based on genetic algorithm, is put on to achieve the optimal decision parameters which go to the optimal objective function amounts including exergy efficiency and total cost rate. The optimum point from Pareto frontier is obtained using TOPSIS decision making method. Finally, the systems are compared with the conventional system from electricity consumption, CO2 emission value and payback period aspects. The results indicate that the electricity consumption decrements relative to the conventional system are 4.59% and 7.58% for ITES and PCM systems respectively as well as the annual CO2 production of PCM and ITES systems is 27.2% and 17.8% lower than the conventional system respectively.