ارزيابي سيستم‌هاي مختلف سرمايش گلخانه در اقليم‌هاي متنوع ايران با توجه به كاهش منابع آب

Evaluating Different Greenhouse Cooling Systems in Various Climate Zones of Iran Considering Water Scarcity

هدف از پژوهش حاضر، ارائۀ چارچوبي است كه فني- اقتصادي ترين سيستم سرمايش را با توجه به اقليمهاي مختلف آب و هوايي ايران، قيمت حامله اي آب و انرژي، و شرايط كشت مناسب محصول برگزيند. همچنين، سياستگذار را قادر سازد تا به گونه اي قيمت آب را تعيين كند تا كشاورز كم مصرفترين سيستم سرمايش را از نظر مصرف آب براي گلخانه برگزيند. سه نوع مختلف سيستم سرمايش شامل سيستمهاي فن و پد تبخيري، انبساط مستقيم و چيلر جذبي براي پنج اقليم آب و هوايي متنوع ايران ارزيابي شده است. ارزيابي در سه سناريو صورت ميگيرد كه در آن سناريوهاي نخست و دوم تمام سيستمهاي سرمايش را تحت قيمتهاي فعلي و واقعي آب بررسي ميكند، در حالي كه سناريوي سوم قيمت بهينۀ آب را به گونه اي اختيار ميكند كه سيستم سرمايش با كمينۀ مصرف آب انتخاب شود. نتايج نشان ميدهد سيستم سرمايش فن و پد كه قبلاً باور بر اين بود كه فني- اقتصاديترين سيستم سرمايش براي گلخانه هاي ايران است، در حقيقت فني-اقتصادي ترين سيستم سرمايش براي تمام اقليمهاي آب و هوايي ايران نيست و سيستم سرمايش انبساط مستقيم (تراكمي) با ميانگين هزينۀ معادل سرمايش 0427/0 و 2733/0 دلار بر كيلووات ساعت سرمايش در مقابل 0510/0 و 8264/0 دلار بر كيلووات ساعت سرمايش ميانگين هزينه معادل سرمايش سيستم سرمايش فن و پد، به‌ترتيب در سناريوهاي اول و دوم برتري يافته است. درنهايت، سناريوي سوم اينگونه پيشنهاد ميكند كه با افزايش 4/17 درصدي قيمت آب، كشاورز متقاعد خواهد شد تا در سراسر اقليمهاي آب و هوايي ايران، سيستم سرمايشي اي انتخاب كند كه كمترين ميزان مصرف آب را دارد.

This paper aims to develop a profound framework that opts for the most techno-economic cooling system considering different climate zones of Iran, water and energy carrier prices, and the crop’s cultivation conditions. Furthermore, it enables policy makers to come up with a water price to persuade the farmer to choose the least water consuming cooling system for the greenhouse. Three different cooling systems of fan and pad, direct expansion and absorption chiller are evaluated for five various climate zones of Iran. The evaluation takes place in three scenarios in which the first and second scenarios assesses all three cooling systems under the current and real price of water, while the third scenario obtains the optimal price of water that the cooling system get selected based on the least water consumption. Results show that the fan and pad cooling system, formerly believed to be the most economic one, is actually not the most techno-economic system for all climate zones of Iran but, the direct expansion system with the mean equivalent cooling cost of 0.0427 and 0.2733 $/kWh merits over the fan and pad system with the mean equivalent cooling cost of 0.051 and 0.8264 $/kWh in first and second scenario respectively. Finally, the third scenario suggests the policy makers should increase the water price by 17.4% so that the farmer is persuaded to select the most water conservative cooling system in all the climate zones of Iran.