واژه‌هاي كليدي:سیستم های سرمایشی، دیدگاه تحلیل اقتصادی، مصرف انرژی،پهنه آب و هوایی فهرست علائم اختصاريدر اين پايان نامه به منظور سهولت و كوتاه‌تر شدن متن از علائم اختصاري زير استفاده شده است.توليد ناخالص داخلي .............................................................................................................GDPسیستم های گرمایش ،سرمایش وتهویه مطبوع.....................................................................HVACانجمن مهندسین تاسیسات و تهویه مطبوع آمریکا.........................................................ASHREAتن تبرید بر ساعت(واحد گرمایی)........................................................................................Btu/hrهزینه چرخه عمر.....................................................................................................................LLCهزینه چرخه ی عمر سالانه..................................................................................................ALLCپارامتر نسبت راندمان ..............................................................................................................EERپارامتر نسبت راندمان فصلی................................................................................................SEERضریب عملکرد........................................................................................................................COP فهرست مطالب1- فصل 1............................................................................................................................. 11-1 مقدمه .........................................................................................................................................21- 2 تعریف تبرید و تهویه مطبوع51- 3 اهميت و ضرورت پرداختن به اين موضوع61- 4 هدف، سوالات اصلي و جنبه نوآورانه تحقيق61-4-1- اهداف تحقيق61........................ -4-2- سوالات اصلي تحقيق71-4-3- جنبه نوآورانه تحقيق71-5- فرضيه هاي تحقيق71-6- روش تحقيق81-7- ساختار گزارش91-8 تحقیقات مشابه خارجی9فصل 2: مروري بر ادبيات موضوع.......................................................................112- 1- مقدمه122-2- تاریخچه سیستم های برودتی142-3- اساس کار سیستم های برودتی تهویه مطبوع162-4- انواع سیستم های تهویه مطبوع برودتی172-4-1 سیستم های مرکزی182-4-1-1 سیستم های تمام هوا 182- 4 – 1 -2 سیستم های تمام آب212- 4 - 1- 3 سیستم های پکیج 232- 4 – 1 – 4 سیستم های تهویه مطبوع اتاقی252- 5 سیستم های تهویه مطبوع مورد استفاده در ایران262- 6 عوامل اصلی در طراحی سیستم های برودتی272- 6 – 1 شرایط اقلیمی272- 6 – 2 بار های برودتی312- 7 محاسبات و روش انتخاب اجزای سیستم های تهویه مطبوع332- 7 - 1 چیلر ها332- 7 – 2 فن کوئل ها382- 7 – 3 دستگاه هواساز392- 7 – 4 برج خنک کننده402- 7 – 5 کولر گازی412- 7 – 6 کولر آبی412- 7 – 7 پکیج سرمایی422- 8 نرم افزار های مورد استفاده در محاسبات بار های برودتی و انتخاب سیستم ها422 - 9 محاسبات مصرف انرژی در سیستم های سرمایشی43فصل 3:محاسبه مصرف انرژی سالانه سیستم های برودتی و ارزیابی اقتصادی این سیستم ها493-1- مقدمه503-2- تکنیک های اقتصاد مهندسی و کاربرد آنها513-2-1 روش ارزش فعلی513-2-2- روش یکنواخت سالیانه513-2- 3 روش نرخ بازگشت سرمایه523-2- 4 روش نسبت منافع به مخارج523-2- 5 - روش دوره بازگشت سرمایه533-2- 6- روش ارزش آینده 533-3- روش پیشنهادی محاسبه و ارزیابی سیستم های برودتی ساختمان533-3-1- محاسبه ارزش واقعی هزینه ها533-3-1- 1 یک بارپرداخت543-3-1-2 پرداخت سالیانه543-3- 2 محاسبه هزینه چرخه عمر سالانه سیستم های برودتی ساختمان553-3- 3عمر مفید و ارزش اسقاطی593-3- 4سایرپارامتر های موجود در محاسبات593-4 تاثیر عوامل مختلف بر هزینه های تولید برودت603-4-1 تاثیراقلیم های آب و هوایی603-4-2 تاثیر کاربری603-4-3 تاثیردیدگاه انرژی613-4-4 تاثیر آلایندگی زیست محیطی623-5محاسبات هزینه های نهایی در سیستم های برودتی633-6محاسبات مصرف انرژی در سیستم سرمایش64فصل 4جمع بندی و پیشنهادات 694-1مقدمه704-2 پاسخ به سوالات تحقیق724-3 جمع بندی و نتیجه گیری834-4 پیشنهادات85مراجع86پیوست(1)88Abstract91 فهرست اشکالشکل (1-1) میزان مصرف انرژی در بخش های مختلف اقتصادی و اجنماعی کشور..............................3شکل (1-2) درصدمصرف انرژی در قسمت های مختلف ساختمان4شکل (2-1) شماتیک یک سیستم تهویه مطبوع16شکل (2-2) حلقه های انتقال حرارت در یک سیستم برودتی16شکل (2-3) شماتیک یک سیستم تهویه مطبوع18شکل (2-4) شماتیک یک سیستم تهویه مطبوع یک کانالی................................................................19شکل (2-5) شماتیک سیستم های هوایی دو کانالی تهویه مطبوع........................................................20شکل (2-6) شماتیک یک سیستم تهویه مطبوع از نوع پکیج24شکل (2-7) شماتیک یک سیستم تهویه اتاقی25شکل (2-8) نقشه تقسیمات اقلیمی ایران از نظر شرایط آب و هوایی 31شکل (2-9)اصول کار چیلر تراکمی 35شکل (2-10) شماتیک یک چیلر جذبی37شکل (2-11)شکل ظاهری یک مدل چیلر جذبی 38شکل (2-12)شمای کلی انواع فن کوئل مورد استفاده در سیستم برودتی 39شکل (2-13)شمای کلی یک برج خنک کننده مورد استفاده در سیستم برودتی40شکل (2-14)میزان مصرف انرژی اجزای اصلی تاسیسات تهویه مطبوع 45شکل (2-15)میزان مصرف انرژی تجهیزات برودتی در آمریکا 46شکل (3-1)تاثیرکاربری بر هزینه تولید برودت در سیستم های سرمایشی در شهرتهران 64شکل (3-2)تاثیر دیدگاه عرضه انرژی بر هزینه تولید برودت در سیستم های سرمایشی 65شکل (3-3)تاثیر آلودگی بر هزینه های زیست محیطی انواع سیستم های برودتی 66شکل (4-1)نمودار مقایسه ای مصرف انرژی در ایران در مقایسه با کشور های اروپایی 74شکل (4-2)الگوی طراحی سیستم های تهویه مطبوع برودتی 82 فهرست جداولجدول(1-1) نرم افزار های مورد استفاده جهت طراحی و انجام محاسبات مصرف انرژی تاسیسات11جدول (2-1) انواع سیستم های برودتی مورد استفاده در ساختمان در ایران26جدول (2-2) تقسیم بندی کلی مناطق آب و هوایی ایران30جدول (2-3) نرم افزار های موجود طراحی و محاسبه انرژی در دنیا43جدول (3-1) عمر مفید و ارزش اسقاطی سیستم های برودتی63جدول (3-2)ظرفیت حرارتی و هزینه انواع سوخت67جدول (3-3)راندمان سیستم های سرمایشی رایج در ایران69جدول (4-1) میزان مصرف انرژی در کشور های مختلف جهان76جدول (4-2) سرانه مصرف انرژی در کشور های مختلف جهان78جدول (4-3) وضعیت انرژی مصرفی ساختمان80 1-1 مقدمهیکی از نیاز های اساسی هر ساختمانی تامین سرمایش آن در فصول گرم سال میباشد.استفاده از سيستم هايي با هزينه نصب و راهبري پايين و مصرف انرژي کم و ارزان قيمت از جمله خواسته هاي اوليه کليه استفاده کنندگان سيستم هاي تهويه مطبوع مي باشد که سازندگان بزرگ اين صنعت با استفاده از فن آوري هاي پيشرفته روز در تلاشند تا امکان تحقق هر چه بهتر اين خواسته ها را فراهم آورند .در کشور ما صنايع تهويه مطبوع قدمت زيادي ندارد ولي با وجود نوپا بودن اين صنعت پيشرفتهاي چشمگيري در زمينه توليد دستگاههاي حرارتي و برودتي و سيستم هاي مختلف هواساز و تهويه مطبوع داشته ايم .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 24 تا 26 درجه سانتیگراد میباشد.با توجه به اینکه حدود 98% 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 30 درجه سانتیگراد دارند که بر اساس دمای راحتی نیاز به سیستم های برودتی دارند.از طرفی نزدیک به40 درصد انرژی کشور در ساختمان ها مصرف میگردد که در حدود 50 در صد این مقدار در بخش سیستم های برودتی ساختمان ها مصرف می گرددشکل(1-2).در آمریکا در حدود 25% انرژی مصرفی ساختمانها در بخش تهویه مطبوع مصرف میگردد(EIA.Annual Energy Outlook1998)با توجه به نمودار جریان انرژی سال 1387 ارائه شده توسط دفتر برنامه ریزی کلان برق و انرژی وزارت نیروسالانه معادل1/1115 میلیون بشکه نفت خام در کشور انرژی مصرف میشود که از این مقدارمعادل4/417 میلیون بشکه نفت خام انرژی در بخش خانگی، تجاری و عمومی کشور مصرف شده است و معادل 8/254 میلیون بشکه نفت خام انرژی در بخش صنعت مصرف شده است. در شکل (1-1) درصدمیزان مصرف انرژی در بخش های مختلف کشور در سال 1387 مشخص شده است.شکل (1-1)میزان مصرف برق در بخش های مختلف اقتصادی و اجتماعی کشور[27]. شکل (1-2) درصد مصرف انرژی در قسمت های مختلف ساختمان[31] با توجه به تاثير پارامترهاي مختلف فني، اقتصادي و زيست‌محيطي بر هزينه توليد برودت در انواع سيستم‌هاي سرمايشي و براي امكان پذيري مقايسه انواع سيستم‌هاي تراكمي و جذبي با تغيير شرايط تاثيرگذار، انتخاب سيستم مناسب و ظرفيت برودتي آن در پهنه هاي آب و هوايي كشور براساس كاتالوگهاي شركتهاي سازنده و قيمت تجهيزات اساسي انتخاب شده، سرمايشي تراكمي و جذبي پس از آناليز اقتصادي براي ظرفيت،كاربري و محل مورد نظر رتبه بندي مي‌كند.- عوامل اصلی در انتخاب یک سیستم تهویه مطبوعمهمترین عواملی که درانتخاب یک سیستم تهویه مطبوع موثرند; عبارتند از1- مقدار سرمایه موجود.2- فضا یا ساختمان شامل; هدف از به کارگیری آن، محل آن، موقعیت، جهت و شکل آن. 3- وضعیت خارجی ساختمان شامل درجه حرارت، رطوبت،باد و غیره. 4- بارهای حرارتی و برودتی ساختمان.5- ضرورت و ظرفیت پیش راه اندازی سیستم تهویه مطبوع.6- جنبه های فیزیکی ساختمان در ارتباط با محل دستگاهها،سازگاری سیستم و موازنه بارهای جزئی. 7- تصویر خریدار از محیط دلخواه او.1-2 تعریف تبرید و تهویه مطبوعاز نظر لغوي تبريد به معني ايجاد محيطي سردتر از محيط اطراف است. تعاريفي که بعضي از دانشمندان براي تبريد ارائه داده اند، در ذيل مي آيد: N.R.Sparks تبريد را به صورت زير تعريف مي کند.خارج کردن گرما به نحوي که در يک جسم يا در يک حجم دمائي کمتر از آنچه در شرايط عادي مي داشت به وجود آيد . يا آن طور که AShREA تبريد را تعريف مي کنندتبريد ، علم ايجاد يا حفظ دماهايي کمتر از دماي محيط کمتر از شرايط موردنظر ما باشد، بايد عمل گرمايش صورت گيرد . وسيلهاي که عمل گرمايش را انجام مي دهد ، پمپ حرارتي نام دارد. تفاوت اصلي ما بين سيستم تبريد و پمپ حرارتي را مي توان اينگونه توضيح داد که سيستم تبريد حرارت را محيط سيستم پمپ مي کند .- در حالت کلي تهويه مطبوع به صورت زير تعريف مي شود .کنترل همزمان دما ، رطوبت ، پاکي و سرعت هوا ، بسته به نياز ، تهويه مطبوع به دو شاخه تقسيم مي شود که عبارتند از : تهويه مطبوع تابستاني و تهويه مطبوع زمستاني ، در سيستم تهويه مطبوع تابستاني ، رطوبت گير استفاده مي شود . در حاليکه در سيستم تهويه مطبوع زمستاني از يک پمپ حرارتي و يک رطوبت زن استفاده مي شود .علاوه بر تقسيم بندي فوق مي توان تهويه مطبوع را به دو شاخه تهويه مطبوع صنعتي و تهويه مطبوع غيرصنعتي تقسيم نمود . در تهويه مطبوع غير صنعتي آسايش انسان ها مطرح است که در آن بايد کنترل سر و صدا را مد نظر قرار داد . در حاليکه در تهويه مطبوع صنعتي هدف ايجاد محيطي مناسب براي محصولات صنعتي، آزمايشگاهها ، لابراتورهاي صنعتي ، کارخانجات توليد ابزارهاي دقيق صنعتي ، کارهاي چاپي ، عکاسي ، سردخانه ها و داروخانه ها، کامپيوترها ، سدها وغيره مي باشد.1-3 اهميت و ضرورت پرداختن به اين موضوع بررسي سيستم‌هاي خنك‌كننده(برودتی) به‌عنوان يكي از عوامل ايجاد كننده پيك شبكه از نظر مديريت باروزارت نیرو از اهميت ويژه‌اي برخوردار هستند. بر اساس بررسي‌هاي انجام گرفته (دفتر برنامه‌ريزي برق وزارت نیرو) بر روي منحني بار شبكه سراسري كشور در حدود 20 درصد پيك بار ساليانه (در حدود 6000 مگاوات) در ماه‌هاي تابستان را بار سرمايشي تشكيل مي‌دهد و پيك‌سايي آن بدون داشتن اطلاعات دقيق فني و اقتصادي سيستم‌هاي سرمايشي ناممكن است. لذا اين تحقیق با هدف مقايسه سيستم‌هاي برودتي تراكمي و جذبي از لحاظ فني، اقتصادي و زيست محيطي و تاثير شرايط بر تغيير اولويت انتخاب اين سيستم‌ها به عنوان سيستم بهينه 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.1-4 هدف، سوالات اصلي و جنبه نوآورانه تحقيق1- 4 – 1 اهداف تحقيق1-4-1-1 بررسی میزان مصرف انرژی تجهیزات تهویه برودتی1-4-1-2 ارائه مدلی جهت انتخاب تجهیزات برودتی در ایران1-4- 2 سوالات اصلي تحقيق 1- 4 – 3 جنبه نوآورانه تحقيق1-5 فرضيه هاي تحقيق2.1. سرانه هزینه مصرف انرژی ساکنین آپارتمان ها افزایش میباشد.2.2. قیمت انرژی افزایش پیدا خواهد نمود2.3. قدرت رقابت پذيري توليد کنندگان داخلي کاهش خواهد يافت.2.4. بخش هاي صنعت تضعيف خواهد شد.2.5. توليد ناخالص داخلي کاهش خواهد يافت.2.6. دولت مجبور به واردات انرژی خواهد شد.