• تهران خیابان طالقانی
    بعد از تقاطع بهار پلاک 13
  • شماره تماس
    02177607178
    02177603025-6
  • پست الکترونیک
    support@hararatborudat.com

Blog Details

بررسی مقایسه ای مصرف انرژی

 

یکی از نیاز های اساسی هر ساختمانی تامین سرمایش آن در فصول گرم سال میباشد.استفاده از سیستم هایی با هزینه نصب و راهبری پایین و مصرف انرژی کم و ارزان قیمت از جمله خواسته های اولیه کلیه استفاده کنندگان سیستم های تهویه مطبوع می باشد که سازندگان بزرگ این صنعت با استفاده از فن آوری های پیشرفته روز در تلاشند تا امکان تحقق هر چه بهتر این خواسته ها را فراهم آورند .

در کشور ما صنایع تهویه مطبوع قدمت زیادی ندارد ولی با وجود نوپا بودن این صنعت پیشرفتهای چشمگیری در زمینه تولید دستگاههای حرارتی و برودتی و سیستم های مختلف هواساز و تهویه مطبوع داشته ایم .

کشور ما از وسعت قابل ملاحظه ای برخوردار است که تنوع آب و هوایی گسترده ای در درون خود دارد . بی هیچ تردیدی ایران دارای مناطق آب و اویی گوناگون میباشد و هر منطقه نیازمند سیستم های تهویه مطبوع خاص خود میباشند. ابتدا باید اطمینان حاصل کنیم که هر منطقه نیازمند چه نوع سیستم تهویه ای میباشد و میزان آن چقدر است سپس اقدام به بکار گیری آن نماییم در ابتدا به تعریف دمای راحتی انسان می پردازیم. دمای راحتی دمایی است که افراد در هنگام قرار گیری در آن احساس سردی و یا گرمی خاصی نمی نمایند . دمای راحتی طبق استاندارد بین المللی ASHREA (انجمن مهندسی تاسیسات و تهویه آمریکا) بین ۲۴ تا ۲۶ درجه سانتیگراد میباشد.

با توجه به اینکه حدود ۹۸% شهر های ایران( طبق جداول شرایط طراحی تابستانی شهر های ایران که توسط دفتر تدوین ضوابط و معیار های فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور ارائه گردیده است) دمایی بیش از ۳۰ درجه سانتیگراد دارند که بر اساس دمای راحتی نیاز به سیستم های برودتی دارند.

از طرفی نزدیک به۴۰ درصد انرژی کشور در ساختمان ها مصرف میگردد که در حدود ۵۰ در صد این مقدار در بخش سیستم های برودتی ساختمان ها مصرف می گرددشکل(۱-۲).در آمریکا در حدود ۲۵% انرژی مصرفی ساختمانها در بخش تهویه مطبوع مصرف میگردد(EIA.Annual Energy Outlook1998)

با توجه به نمودار جریان انرژی سال ۱۳۸۷ ارائه شده توسط دفتر برنامه ریزی کلان برق و انرژی وزارت نیروسالانه معادل۱/۱۱۱۵ میلیون بشکه نفت خام در کشور انرژی مصرف میشود که از این مقدارمعادل۴/۴۱۷ میلیون بشکه نفت خام انرژی در بخش خانگی، تجاری و عمومی کشور مصرف شده است و معادل ۸/۲۵۴ میلیون بشکه نفت خام انرژی در بخش صنعت مصرف شده است. در شکل (۱-۱) درصدمیزان مصرف انرژی در بخش های مختلف کشور در سال ۱۳۸۷ مشخص شده است.

 

میزان مصرف انرژی در بخش های مختلف - حرارت برودت

شکل (۱-۱)میزان مصرف برق در بخش های مختلف اقتصادی و اجتماعی کشور[۲۷].

 

 

درصد مصرف انرژی در قسمت های مختلف ساختمان - حرارت برودت

شکل (۱-۲) درصد مصرف انرژی در قسمت های مختلف ساختمان[۳۱]

 

با توجه به تاثیر پارامترهای مختلف فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی بر هزینه تولید برودت در انواع سیستم‌های سرمایشی و برای امکان پذیری مقایسه انواع سیستم‌های تراکمی و جذبی با تغییر شرایط تاثیرگذار، انتخاب سیستم مناسب و ظرفیت برودتی آن در پهنه های آب و هوایی کشور براساس کاتالوگهای شرکتهای سازنده و قیمت تجهیزات اساسی انتخاب شده، سرمایشی تراکمی و جذبی پس از آنالیز اقتصادی برای ظرفیت،کاربری و محل مورد نظر رتبه بندی می‌کند.

 

عوامل اصلی در انتخاب یک سیستم تهویه مطبوع

مهمترین عواملی که درانتخاب یک سیستم تهویه مطبوع موثرند; عبارتند از

۱-    مقدار سرمایه موجود.

۲- فضا یا ساختمان شامل; هدف از به کارگیری آن، محل آن، موقعیت، جهت و شکل آن.
۳- وضعیت خارجی ساختمان شامل درجه حرارت، رطوبت،باد و غیره.
۴- بارهای حرارتی و برودتی ساختمان.

۵- ضرورت و ظرفیت پیش راه اندازی سیستم تهویه مطبوع.

۶- جنبه های فیزیکی ساختمان در ارتباط با محل دستگاهها،سازگاری سیستم و موازنه بارهای جزئی.
۷- تصویر خریدار از محیط دلخواه او.

تعریف تبرید و تهویه مطبوع

از نظر لغوی تبرید به معنی ایجاد محیطی سردتر از محیط اطراف است. تعاریفی که بعضی از دانشمندان برای تبرید ارائه داده اند، در ذیل می آید: N.R.Sparks تبرید را به صورت زیر تعریف می کند.خارج کردن گرما به نحوی که در یک جسم یا در یک حجم دمائی کمتر از آنچه در شرایط عادی می داشت به وجود آید . یا آن طور که AShREA تبرید را تعریف می کنند

تبرید ، علم ایجاد یا حفظ دماهایی کمتر از دمای محیط کمتر از شرایط موردنظر ما باشد، باید عمل گرمایش صورت گیرد . وسیله ای که عمل گرمایش را انجام می دهد ، پمپ حرارتی نام دارد. تفاوت اصلی ما بین سیستم تبرید و پمپ حرارتی را می توان اینگونه توضیح داد که سیستم تبرید حرارت را محیط سیستم پمپ می کند .

  • در حالت کلی تهویه مطبوع به صورت زیر تعریف می شود .

کنترل همزمان دما ، رطوبت ، پاکی و سرعت هوا ، بسته به نیاز ، تهویه مطبوع به دو شاخه تقسیم می شود که عبارتند از : تهویه مطبوع تابستانی و تهویه مطبوع زمستانی ، در سیستم تهویه مطبوع تابستانی ، رطوبت گیر استفاده می شود . در حالیکه در سیستم تهویه مطبوع زمستانی از یک پمپ حرارتی و یک رطوبت زن استفاده می شود .

علاوه بر تقسیم بندی فوق می توان تهویه مطبوع را به دو شاخه تهویه مطبوع صنعتی و تهویه مطبوع غیرصنعتی تقسیم نمود . در تهویه مطبوع غیر صنعتی آسایش انسان ها مطرح است که در آن باید کنترل سر و صدا را مد نظر قرار داد . در حالیکه در تهویه مطبوع صنعتی هدف ایجاد محیطی مناسب برای محصولات صنعتی،  آزمایشگاهها ، لابراتورهای صنعتی ، کارخانجات تولید ابزارهای دقیق صنعتی ، کارهای چاپی ، عکاسی ، سردخانه ها و داروخانه ها، کامپیوترها ، سدها وغیره می باشد.

 

اهمیت و ضرورت پرداختن به این موضوع

بررسی سیستم‌های خنک‌کننده(برودتی) به‌عنوان یکی از عوامل ایجاد کننده پیک شبکه از نظر مدیریت باروزارت نیرو از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. بر اساس بررسی‌های انجام گرفته (دفتر برنامه‌ریزی برق وزارت نیرو) بر روی منحنی بار شبکه سراسری کشور در حدود ۲۰ درصد پیک بار سالیانه (در حدود ۶۰۰۰ مگاوات) در ماه‌های تابستان را بار سرمایشی تشکیل می‌دهد و پیک‌سایی آن بدون داشتن اطلاعات دقیق فنی و اقتصادی سیستم‌های سرمایشی ناممکن است. لذا این تحقیق با هدف مقایسه سیستم‌های برودتی تراکمی و جذبی از لحاظ فنی، اقتصادی و زیست محیطی و تاثیر شرایط بر تغییر اولویت انتخاب این سیستم‌ها به عنوان سیستم بهینه انجام شده است.

همچنین با توجه به اینکه میزان مصرف انرژی در بخش تهویه مطبوع در ایران بیسار بالاتر ازمیزان مصرف انرژی در کشور های توسعه یافته همچون آمریکا میباشد بنابراین لازم است در این بخش بررسی های دقیقی در خصوص علت این امر انجام شود.

هدف، سوالات اصلی و جنبه نوآورانه تحقیق

  1. اهداف تحقیق
    1. بررسی میزان مصرف انرژی تجهیزات تهویه برودتی
    2. ارائه مدلی جهت انتخاب تجهیزات برودتی در ایران


  2. سوالات اصلی تحقیق

    1. با توجه به اینکه در الگوی مصرف انرژی ایران بیشترین مصرف در بخش مسکونی و تجاری میباشد و یکی از این بخش ها استفاده انرژی در بخش تاسیسات برودتی ساختمان ها میباشد چه راهکاری در انتخاب این تاسیسات میتوان بکار برد تا از نظر اقتصادی به صرفه و توجیه پذیر باشد
    2. میزان مصرف واقعی انرژی در این بخش تفاوتی با استاندارد های جهانی دارد.
  3. جنبه نوآورانه تحقیق

    1. طرح رویکردی جدید به این مسئله
    2. بهبود چهار چوب و تکنکیک های جدید در حل این مشکل
    3. تلفیقی جدید از برخی تکنیکها، مفاهیم و روشهای موجود
    4. معرفی کاربردی جدید از مفاهیم، روشها، مدلها و تکنیکهای موجود
    5. مرور ادبیات کامل و نو همراه با دسته بندی و تحلیل
    6. انجام مقایسه در مورد مفاهیم، روشها، مدلها و الگوریتم های موجود از منظرهای مختلف
    7. ارائه دسته بندی جدید از مفاهیم حوزه مطالعاتی

 

فرضیه های تحقیق

  1. توسعه روز افزون ساختمان سازی و همچنین توسعه سسیستم های برودتی در ساختمان ها باعث افزایش بی رویه مصرف انرژی شده است
  2. با بروز پدیده مصرف انرژی
    1. سرانه هزینه مصرف انرژی ساکنین آپارتمان ها افزایش میباشد.
    2. قیمت انرژی افزایش پیدا خواهد نمود
    3. قدرت رقابت پذیری تولید کنندگان داخلی کاهش خواهد یافت.
    4. بخش های صنعت تضعیف  خواهد شد.
    5. تولید ناخالص داخلی  کاهش خواهد یافت.
    6. دولت مجبور به واردات انرژی خواهد شد.
  3. دولت مجبور به پرداخت یارانه انرژی خواهد شد بنابراین سرمایه گذاری در طرح های زیر بنایی کاهش خواهد یافت.

 

روش تحقیق

 روش تحقیق کلی این پروژه، روش تحقیق مطالعاتی است. حوزه جستجو، حوزه انرژی و ساختمان خصوصا حوزه مصرف انرژی در بخش تاسیسات کشور بوده و از مقالات مجله ای و کنفرانسی، گزارشهای پژوهشی و کاری (Working Paper, Research Report)  استفاده شده است. مکان های جستجو شده کتابخانه های داخل کشور، موتور جستجوی عمومی گوگل، پایگاه اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی، پایگاه جهانی پژوهش های اقتصادی RePEc، بانک اطلاعاتی ، موسسات بین المللی انرژی میباشد.

شیوه مطالعاتی در پاره ای از موارد مطالعه اجمالی و در مواردی دیگر تفصیلی بوده است.

مطالعات صورت گرفته غیر نقادانه و تطبیقی بوده است. در این تحقیق به لحاظ جامع بودن، عمیق و تحلیلی بودن از تحقیقات انجام  توسط آقایان Detlef WestPhalen ,Scott Koszalinski  جهت دپارتمان انرژی آمریکا و همچنین تحقیقات انجام شده در گروه انرژی پژوهشگاه نیرو مربوط به وزارت نیروی ایران  در خصوص مدیریت مصرف برق اقتباس شده است. لیکن در این تحقیق مصرف انرژی در هر بخش بصورت جامع و با توجه به شرایط اقتصادی و اجتماعی و آب و هوایی ایران بررسی شده است و مدلی بروز ارائه شده است.

 

ساختار گزارش

در این گزارش تحقیقی پس از مطالعه ادبیات و آشنائی با مفاهیم مهم و پایه ای متغیر های تحت تاثیر این  از جمله نرخ انرژی واقعی و هزینه های مربوطه خصوصا در خصوص هزینه های خرید و هزینه های نگهداشت  به بررسی مصرف انرژی در بخش تاسیسات ساختمان  در ایران با رویکرد تشریحی و ریاضی خواهیم پرداخت. در رویکرد مدل سازی ریاضی از یک مدل ساده و مینینم سازی هزینه ها بهره خواهیم برد. پس از بررسی مصرف انرژی با استفاده از مجموع مقالات معتبر که به شکل تفصیلی مورد مطالعه قرار گرفته اند و همچنین با کمک ادبیات انرژی و مصرف  استراتژی یا راه کارهائی را برای  حل مشکل مصرف انرژی و انتخاب صحیح تاسیسات ارائه خواهیم نمود. در بخش ادبیات موضوع سیستم های تهویه مطبوع و تاریخچه آن، مصرف انرژی و هدر رفتن انرژی در بخش تاسیسات و  مرتبط با آنها بررسی خواهد شد. این تحقیق مطالعه جامعی را بر ادبیات موضوع انجام داده است.

آنچه در این تحقیق از آن می توان به نوآوری آن اشاره نمود. ترکیب ایده های مختلف در مقابله با این مشکل در ایران و بومی سازی مدل انتخاب صحیح تجهیزات و دستگاهها  با شرایط اقتصادی ایران و مدل سازی ریاضی جدید با بهره گیری از متغیر های معنا دار و مهم و موثری می باشد که حاصل مطالعه تفصیلی بیش از ۵۰ مقاله معتبر و ترکیب الگو های مناسب با هم می باشد.

تحقیقات مشابه داخلی و خارجی

امروزه با توجه به اهمیت و جایگاه انرژی در دنیا استفاده از سیستم های تهویه مطبوع و برودتی بر اساس محاسبات دقیق اقتصادی و فنی صورت می گردد و مقایسه میزان مصرف انرژی در ایران با سایر کشور ها نشان دهنده این موضوع میباشد در آمریکا انجمن مهندسین تاسیسات و تهویه مطبوع اقدام به تهیه دستور عمل ها و استاندارد های مختلفی در خصوص استفاده از تاسیسات ارائه نموده ضمن اینکه محاسبات دقیق اقتصادی نیز بایستی در هنگام طراحی تاسیسات مد نظر قرار گیرد همچنین تحقیقاتی نیز  توسط آقایان Detlef WestPhalen ,Scott Koszalinski  جهت دپارتمان انرژی آمریکا انجام شده که به صورت سه جلد ارائه گردیده و در این تحقیق از نتایج تحقیقات ایشان نیز استفاده گردیده است.

در ایران نیز طی چند سال اخیر و با توجه به روند روبه رشد مصرف انرژی تحقیقاتی از سوی وزارت نیرو صورت گرفته که با توجه به بررسی های بعمل آمده نیز تحقیقات بر اساس انرژی و انواع یارانه ها صورت پذیرفته است در جدول شماره(۱-۱) تعدادی از نرم افزار های معتبر که در دنیا مورد استفاده قرار می گیرد آورده شده ولیکن این نرم افزار ها بر اساس شرایط خاص ایران و قیمت های انرژی طراحی نشده است و همین مسئله باعث می شود که نتوان از این نرم افزار ها جهت مناطق مختلف ایران استفاده نمود.

جدول(۱-۱) نرم افزار های مورد استفاده جهت طراحی وانجام محاسبات مصرف انرژی تاسیسات ساختمان

bool(true)

Leave your thought