پروپوزال کاربرد انرژی گرمایی به عنوان منبع گرم در پمپ حرارتی

 دانشگاه آزاد اسلامی

فرم پیشنهاد تحقیق
پایان‏نامه ی کارشناسی ارشد

عنوان تحقیق به فارسی: کاربرد انرژی گرمایی به عنوان منبع گرم در پمپ حرارتی ( مطالعه موردی در منطقه لاریجان )

اطلاعات مربوط به پایان‏نامه:

الف- عنوان تحقیق
1- عنوان به زبان فارسی: کاربرد انرژی گرمایی به عنوان منبع گرم در پمپ حرارتی ( مطالعه موردی در منطقه لاریجان )
2- عنوان به زبان انگلیسی/(آلمانی، فرانسه، عربی):
تذکر: صرفاً دانشجویان رشته‏های زبان آلمانی، فرانسه و عربی مجازند عنوان پایان‏نامه خود را به زبان مربوطه در این بخش درج نمایند و برای بقیه دانشجویان، عنوان بایستی به زبان انگلیسی ذکر شود.

Application of geothermal in Heat pump(case study in larijan)

ب – تعداد واحد پایان‏نامه: 6 واحد

ج- بیان مساله اساسی تحقیق به طور کلی (شامل تشریح مساله و معرفی آن، بیان جنبه‏های مجهول و مبهم، بیان متغیرهای مربوطه و منظور از تحقیق) :

انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد، انرژی زمین گرمایی نامیده می شود . مرکز زمین منبع عظیمی از انرژی حرارتی است که به شکل های گوناگون از جمله فوران های آتشفشانی، آبهای گرم و یا به واسطه خاصیت رسانایی به سطح آن هدایت می شوند.
کاربردهای انرژی زمین گرمایی شامل استخرهای آب گرم مراکز – گلخانه ای گرمایش – منازل حوضچه – های پرورش ماهی ذوب – برف و پیشگیری از یخبندان در معابر پمپ – حرارتی می باشد.
یکی از بهترین روش ها برای گرمایش و تهویه مطبوع خانه ها استفاده از پمپ حرارتی ژئوترمال است که باردهی بالایی دارد. با نصب این سیستم می توان سرمایش و گرمایش ساختمان را تهیه کرد که از جهت اقتصادی , راحتی و صرفه جویی در مصرف سوخت به صرفه می باشد . پمپ حرارتی زمین گرمایی می تواند گرما را در زمستان از زمین بگیرد و وارد ساختمان کند و بالعکس در تابستان می تواند بصورت حلقه بسته یا باز طراحی GHP گرمای ساختمان را گرفته به زمین بازگرداند .
می خواهیم در این پایان نامه ضریب عملکرد پمپ حرارتی را باتوجه به منبع حرارتی زمین گرمایی بدست آوریم و روش های افزایش ضریب عملکرد و بهینه سازی را بررسی کنیم.
تحلیل اگزرژی نیز بر این سیکل خواهیم داشت و مقایسه این سیکل با سیکل های دیگر را بررسی می کنیم.

د – اهمیت و ضرورت انجام تحقیق (شامل اختلاف نظرها و خلاءهای تحقیقاتی موجود، میزان نیاز به موضوع، فواید احتمالی نظری و عملی آن و همچنین مواد، روش و یا فرآیند تحقیقی احتمالاً جدیدی که در این تحقیق مورد استفاده قرار می‏گیرد:

نیاز جوامع بشری به انرژی های نو،پاک و تجدیدپذیر موجب افزایش استفاده از این گونه انرژی ها شده است.از طرفی دیگر افزایش آلودگی هوا،بشر را به این فکر وا داشته که هرچه بیشتر به سمت استفاده از انرژی های پاک برود.پمپ حرارتی زمین گرمایی هم دارای راندمان بسیار بالایی می باشد و هم آلودگی بسیار کمی دارد.هزینه طراحی و نصب هیت پمپ زمین گرمایی بالا می باشد و ما در پی این هستیم که با هزینه کمتر،راندمان بالایی داشته باشیم.

ه- مرور ادبیات و سوابق مربوطه (بیان مختصر پیشینه تحقیقات انجام شده در داخل و خارج کشور پیرامون موضوع تحقیق و نتایج آنها و مرور ادبیات و چارچوب نظری تحقیق):

احمد رزاقی(1)
در این مقاله انرژی زمین گرمایی به عنوان یکی از انرژی های نو و تجدید پذیر مورد بررسی قرار میگیرد و به بیان منشا انرژی زمین گرمایی و کاربردهای مستقیم و غیر مستقیم آن پرداخته شده است.
در این مقاله کشور ایسلند که به عنوان یکی از موفق ترین کشورها در استفاده از انرژی های نو است معرفی می شود،و مناطقی از ایران که می توان از انرژی زمین گرمایی استفاده کرد.در نهایت یک جمع بندی در مورد انرژی های جایگزین سوختهای فسیلی) انرژیهای نو و تجدید پذیر (و جایگاه آن در ایران و جهان و مزایای استفاده از این سوخت ها بیان شده است.

مصطفی رحیمی حامد – غلامی سرملی (2)
در این مقاله امکان استفاده از انرژی زمین گرمایی برای گرمایش فضاها در یک منطقه از شهر اردبیل در قالب یک مطالعه ی تجربی مورد بررسی قرار گرفته است.با توجه به نتایج این آزمایش می توان اظهار نمود که از یک قطعه زمین کوچک در منطقه آزمایش و با استفاده از امکانات جزئی می توان انرژی قابل توجهی را )در حدود 1100 وات)استخراج نمود . این مقدار توان با توان حرارتی یک دستگاه بخاری گازسوز کوچک می تواند برابری کند .

محسن تقدسی و سازمان انرژی های نو)سانا) (3)
سازمان انرژی های نو در چندین سال اخیر تحقیقات گسترده ای را در زمینه انرژی زمین گرمایی و ساخت نیروگاه برای تولید برق در مشکین شهر انجام داده است.مجموعه تحقیقات در چند وبلاگ جمع آوری شده است.این مقالات به معرفی انرژی زمین گرمایی و نحوه کاربرد آن در زمینه های مختلف و همچنین نحوه استفاده از پمپ زمین گرمایی برای تامین گرمایش و سرمایش ساختمان ها پرداخته است.

4.CLEAN ENERGY PROJECT ANALYSIS
این کتاب یک مدل برای (GSHP) معرفی می کند.این مدل به عنوان ورودی،نیاز به اطلاعات آب و هوا،داده های ساختمان و داده های دیگر مربوط به GSHP دارد.با استفاده از این اطلاعات بار ساختمان محاسبه می شود و در نهایت ضریب عملکرد پمپ حرارتی را محاسبه می کند.

و – جنبه جدید بودن و نوآوری در تحقیق:

تحلیل اگزرژی سیکل هیت پمپ زمین گرمایی یک جنبه جدید و نو در این زمینه می باشد

ز- اهداف مشخص تحقیق (شامل اهداف آرمانی، کلی، اهداف ویژه و کاربردی):

هدف اصلی ما جایگزین کردن سیکل هیت پمپ زمین گرمایی به جای سیکل های معمول که امروزه استفاده می شود و توسعه این سیکل در مناطق مختلف می باشد.

ح – در صورت داشتن هدف کاربردی، نام بهره‏وران (سازمان‏ها، صنایع و یا گروه ذینفعان) ذکر شود (به عبارت دیگر محل اجرای مطالعه موردی):

سازمان انرژی های نو اصلی ترین بهره ور در این زمینه می باشد و محل اجرای مطالعه موردی در منطقه لاریجان می باشد.

ط- سوالات تحقیق:

برای منطقه لاریجان با توجه به پتانسیل زمین گرمایی با استفاده از سیستم مستقیم ( گرمایش مستقیم ) آیا راندمان مناسبی دارد وآیا اقتصادی می باشد ؟
آیا می توان در منطقه لاریجان ضریب عملکرد پمپ زمین گرمایی بالاتری را بدست آورد.

ی- فرضیه‏های تحقیق:

با استفاده از سیستم گرمایش پمپ حرارتی می توان به ضریب عملکرد مناسبی در منطقه لاریجان با توجه به چشمه زمین گرمایی در آن منطقه رسید

ک- تعریف واژه‏ها و اصطلاحات فنی و تخصصی (به صورت مفهومی و عملیاتی):

5-روش شناسی تحقیق:
الف- شرح کامل روش تحقیق بر حسب هدف، نوع داده ها و نحوه اجراء (شامل مواد، تجهیزات و استانداردهای مورد استفاده در قالب مراحل اجرایی تحقیق به تفکیک):
تذکر: درخصوص تفکیک مراحل اجرایی تحقیق و توضیح آن، از به کار بردن عناوین کلی نظیر، "گردآوری اطلاعات اولیه"، "تهیه نمونه‏های آزمون"، "انجام آزمایش‏ها" و غیره خودداری شده و لازم است در هر مورد توضیحات کامل در رابطه با منابع و مراکز تهیه داده‏ها و ملزومات، نوع فعالیت، مواد، روش‏ها، استانداردها، تجهیزات و مشخصات هر یک ارائه گردد.

در این تحقیق ابتدا بار حرارتی ساختمان محاسبه می شود سپس بر اساس آن ظرفیت دستگاه پمپ حرارتی ساختمان تعیین می شود و در نهایت ضریب عملکرد سیستم را بدست می آوریم.
مراحل انجام طرح:
1- مرور مقالات ( مروری بر کارهای گذشته در زمینه گرمایش مستقیم با چشمه های آب گرم )
2-تعیین نقشه ساختمان و محاسبه بار حرارتی در منطقه لاریجان
3-تحلیل فنی واقتصادی روش سیستم گرمایش مستقیم
4- انتخاب ظرفیت اجزاء مختلف سیستم پمپ حرارتی زمین گرمایی
5- طراحی سیستم
6- تعیین ضریب عملکرد سیستم وتحلیل اگزرژی
7- تحلیل علمی نتایج
8- نتیجه گیری و جمع بندی.

ب- متغیرهای مورد بررسی در قالب یک مدل مفهومی و شرح چگونگی بررسی و اندازه گیری متغیرها:

دمای منبع آب – خواص فیزیکی وشیمیایی چشمه آب گرم
اندازه گیری با روش آزمایشگاهی ( اطلاعات سازمان انرژی های نو ایران )
ج – شرح کامل روش (میدانی، کتابخانه‏ای) و ابزار (مشاهده و آزمون، پرسشنامه، مصاحبه، فیش‏برداری و غیره) گردآوری داده‏ها :

کتابخانه ای- کلیه اطلاعات از سازمان انرژی های نو جمع آوری شده است.

د – جامعه آماری، روش نمونه‏گیری و حجم نمونه (در صورت وجود و امکان):

هـ – روش ها و ابزار تجزیه و تحلیل داده‏ها:

نتایج بدست آمده از این تحقیق با نتایج تجربی و پیش بینی شده مقایسه و بررسی می شود.

6- استفاده از امکانات آزمایشگاهی واحد:
آیا برای انجام تحقیقات نیاز به استفاده از امکانات آزمایشگاهی واحد علوم و تحقیقات می باشد؟ بلی خیر■
در صورت نیاز به امکانات آزمایشگاهی لازم است نوع آزمایشگاه، تجهیزات، مواد و وسایل مورد نیاز در این قسمت مشخص گردد.

نوع آزمایشگاه
تجهیزات مورد نیاز
مواد و وسایل
مقدار مورد نیاز

امضاء استاد راهنما: امضاء مدیرگروه تخصصی:

7- زمان بندی انجام تحقیق:

الف- تاریخ شروع:20/4/ 91 ب- مدت زمان انجام تحقیق:13 ماه ج- تاریخ اتمام: 4/92

تذکر: لازم است کلیه فعالیت‏ها و مراحل اجرایی تحقیق (شامل زمان ارائه گزارشات دوره‏ای) و مدت زمان مورد نیاز برای هر یک، به تفکیک پیش‏بینی و در جدول مربوطه درج گردیده و در هنگام انجام عملی تحقیق، حتی‏الامکان رعایت گردد.

پیش‏بینی زمان‏بندی فعالیت‏ها و مراحل اجرایی تحقیق و ارائه گزارش پیشرفت کار
ردیف
شرح فعالیت
زمان کل
(ماه)
زمان اجرا به ماه

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1

مطالعات کتابخانه ای
3





2

جمع آوری اطلاعات
2




3

تجزیه وتحلیل داده ها
5






4

نتیجه گیری و نگارش پایان نامه
2




5

تاریخ و دفاع نهایی
1



6

7

8

9

10

11

12

توجه: 1- زمان و نوع فعالیت های اجرایی پایان‏نامه، حتی‏الامکان باید با مندرجات جدول منطبق باشد.
2- حداقل زمان قابل قبول برای پیش‏بینی مراحل مطالعاتی و اجرایی پایان‏نامه کارشناسی ارشد 6 ماه و حداکثر 12 ماه می‏باشد.

1

9