بهينه سازي چند هدفي آسايش- هزينه در سيستم هاي سرمايش و گرمايش دانشكده فني و مهندسي دانشگاه اراك

Multi-Objective Optimization of Comfort-Cost for Cooling and Heating Systems at the Faculty of Engineering of Arak University

در اين مقاله، بهينه سازي چند هدفي سيستم هاي سرمايش و گرمايش دانشكده فني و مهندسي دانشگاه اراك براي افزايش ميزان آسايش و كاهش هزينه انرژي انجام مي شود. در گام اول، ساختمان دانشكده كه داراي چهار طبقه و 11800 مترمربع زيربنا و داراي 122 كلاس و اتاق است، مدل سازي شده و مقدار آسايش و هزينه ساختمان فعلي دانشكده محاسبه مي شود. در مرحله بعد پايگاه داده اي متشكل از 2000 دانشكده با متغيرهاي طراحي مختلف، ساخته و تحليل شد. در بين پايگاه داده هاي تشكيل شده، ساختمان هاي با بهترين توابع هدف انتخاب و در قالب نمودار پارتو ارايه شد. متغيرهاي طراحي، عوامل موثر در ميزان آسايش و هزينه دانشكده شامل تغيير در نسبت پنجره ها به ديوار، تنظيم دماي سرمايش و گرمايش آسايش، جنس و نوع پنجره ها، تعداد افراد، جهت گيري ساختمان، ضريب عملكرد بويلر و چيلر (مجموعا 11 متغير طراحي) هستند. همچنين توابع هدف شامل ميزان آسايش، هزينه و مقدار مصرف انرژي هستند. نتايج بيانگر آن است كه هر دو سيستم جذبي و تراكمي، توانايي رسيدن به ميزان آسايش قابل قبول را دارد اما ميزان مصرف انرژي در چيلر جذبي بيشتر از ميزان مصرف انرژي در سيستم تراكمي است كه لزوم استفاده از سيستم هاي جذبي در شرايط دارابودن حرارت، هدررفت را بيان مي نمايد. همچنين نتايج بيانگر آن است كه سيستم جذبي علي رغم مصرف انرژي بيشتر نسبت به سيستم تراكمي، داراي هزينه انرژي مصرفي كمتري است كه به دليل اختلاف بين تعرفه هاي برق و گاز در كشورمان است و بايستي اصلاح شود.

In this paper, multi-objective optimization of the cooling and heating systems at the faculty of engineering of Arak University is investigated to increasing comfort and reducing the cost of energy. In the first step, the faculty building with 4 floors, 11800 square meters of infrastructure and 122 classrooms and rooms is modeled and the comfort and cost of the faculty are calculated. In the next step, a database of 2,000 faculties with different design variables was created and analyzed. Between the formed databases, buildings with the best objective functions are selected and presented in a Pareto front. Design variables are the 11 geometrical and nongeometrical factors affecting the comfort and cost of the faculty. The objective functions are the comfort, cost, and energy consumption. The results indicate that both absorption and compression systems have the ability to achieve acceptable levels of comfort, but the amount of energy consumed in the absorption chiller is higher than the energy consumption of the compression system, which indicates the necessity of using absorption systems in conditions of waste heat. Also, the results indicate that the absorption system, despite the higher energy consumption than the compression system, has lower energy consumption costs due to the difference between electricity and gas tariffs in Iran country and should be corrected.