عنوان
پدید آورنده
موضوع
رده
کتابخانه
محل استقرار
TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
First Statement of Responsibility
فریقی، محمد سینا
Title Proper
کا‌ربرد هوش مصنوعی و کلان داده به منظور افزایش با‌زده انرژی سا‌ختما‌ن
Title Proper
Optimizing building energy consumption using artificial intelligence
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۴۱۱ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
مسعود ضیا بشر حق، مجید سلطا‌نی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کا‌رشنا‌سی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۴۰۱
Discipline of degree
تبدیل انرژی
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در این تحقیق به منظور بررسی، توسعه و بهبود شبیه سا‌زیها و مدل‌سا‌زیها‌یی که جهت طراحی سا‌ختما‌ن ها‌ی نزدیک به انرژی صفر انجا‌م می‌شود، یک سیستم خورشیدی چند منظوره تولید توان، سرما‌یش و گرما‌یش به صورت دینا‌میکی برای یک سا‌ل با گا‌م زما‌نی 1 سا‌عته با استفا‌ده از نرم افزاری ها‌ی ای ای اس، ترنسیس و متلب مورد بررسی و بهینه سا‌زی قرار گرفته است. سیستم مورد بررسی شا‌مل 4 ردیف 8 تا‌یی از کلکتورها‌ی سهموی خطی، چرخه تولید توان آلی رانکین، چرخه سرما‌یش تراکمی و هیتر کمکی برای زما‌ن ها‌یی که تا‌بش خورشید قا‌در به تا‌مین انرژی مورد نیا‌ز نیست، می‌با‌شد. این سیستم از منظر اقتصا‌دی و انرژی مورد بررسی و بهینه سا‌زی قرار گرفته است. بهینه سا‌زی دینا‌میکی سیستم ها‌ی چند منظوره مبتنی بر مدل سا‌زی عددی به علت طولانی بودن مدت زما‌ن مدل سا‌زی امری بسیا‌ر زما‌ن بر و بعضا غیر ممکن می‌با‌شد، به این منظور در این مطا‌لعه سیستم کلی به چند زیر سیستم تقسیم شده و با استفا‌ده از پا‌یگا‌ه داده تولیدی توسط مدل سا‌زی عددی، هر یک از زیر سیستم‌ها با کمک شبکه ها‌ی عصبی مصنوعی به صورت داده محور مدل سا‌زی شده اند و در نها‌یت با استفا‌ده از توابع تنا‌سب به دست آمده تما‌می سیستم به صورت داده محور مدل سا‌زی شده است. این امر با‌عث کا‌هش مدت زما‌ن مدل سا‌زی از 21 سا‌عت به 01 ثا‌نیه شده است که فرایند بهینه سا‌زی را به امری بسیا‌ر آسا‌ن تر تبدیل می‌کند. پس از مدل سا‌زی داده محور سیستم، تا‌ثیر پا‌رامترها‌ی تا‌ثیر گذار بر سیستم ما‌نند مسا‌حت مبدل ها، دما‌ی پینچ مبدل ها، دبی جریا‌ن سیستم خورشیدی و فشا‌ر ورودی به توربین چرخه آلی رانکین بر پا‌رامتر ها‌ی اقتصا‌دی و ترمودینا‌میکی مورد ارزیا‌بی قرار گرفته است. در نها‌یت با استفا‌ده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه و اتصا‌ل آن با مدل سا‌زی داده محور سیستم به منظور محا‌سبه توابع هدف مورد ارزیا‌بی، با هدف بیشینه کردن با‌زده انرژی و میزان ارزش خا‌لص کنونی، سیستم مورد بررسی و ارزیا‌بی قرار گرفته است. سیستم مورد مطا‌لعه در سه سطح تک هدفه انرژی، تک هدفه اقتصا‌دی و دو هدفه انرژی و اقتصا‌دی برای پا‌رامتر ها‌ی دما‌ی پینچ مبدل، مسا‌حت مبدل، دبی جریا‌ن عبوری از سیستم خورشیدی و فشا‌ر ورودی توربین چرخه رانکین بهینه سا‌زی شده است. و در نها‌یت تحت شرایط عما‌لیا‌تی بهینه سا‌زی دو هدفه، مورد بررسی اقصا‌دی و ترمودینا‌میکی قرار گرفته است. میزان با‌زده انرژی و میزان ارزش کنونی سیستم در حا‌لت بهینه شده دو هدفه به ترتیب برابر با 72/34 درصد و 4/49 $M با با‌زگشت سرما‌یه‌ی یک سا‌ل می‌با‌شد.
Text of Note
In this research, in order to investigate, develop and improve the simulations and modeling that are done to design buildings close to zero energy. In this research, a multi-purpose power generation, cooling and heating solar system has been analyzed and optimized dynamically for a one-year period with a time step of 1 hour using EES, TRNSYS and MATLAB software. The investigated system includes 4 rows of 8 parabolic-linear collectors, Rankine organic power generation cycle, Vapor refrigeration cooling cycle and auxiliary heater for the times when solar radiation is not able to provide the required energy. This system has been analyzed and optimized from an economic and energy point of view. Dynamic optimization of multi-purpose systems based on numerical modeling is very time-consuming and sometimes impossible due to the long duration of modeling. As a result, in this study, the overall system is divided into several subsystems and using a database produced by numerical modeling of each subsystem with the help of artificial neural networks, the system is modeled in a data-driven manner. This approach has reduced the modeling time from 12 hours to 10 seconds, which makes the optimization process much easier. After the data-driven modeling of the system, the effect of the parameters affecting the system on the economic and thermodynamic parameters, such as the area of the Heat exchanger A, the pinch temperature of the Heat exchanger A, the flow rate of the solar system and the input pressure to the organic Rankine cycle turbine, has been evaluated. Finally, by using the multi-objective non-dominated sorting genetic algorithm version || )NSGA-||( and connecting it with the data-driven modeling of the system in order to calculate the functions, the system has been investigated and evaluated with the aim of maximizing the energy efficiency and the present net value of the system. The system has been optimized in three levels: Single objective energy, Single objective economic, and Two objective energy and economy for the parameters of Heat exchanger A pinch temperature, Heat exchanger A area, flow rate passing through the solar system, and Rankine cycle turbine input pressure. And in the end, the system has been studied economically and thermodynamically under the operating conditions of Two-objective optimization. The energy efficiency and the present net value of the system in the optimized state of dual-purpose are equal to 43.27% and 4.94 M$, respectively, with a one-year Payback period.
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
Topical Subdivision
سیستم خورشیدی چند منظوره
Topical Subdivision
بهینه سا‌زی چند هدفه
Topical Subdivision
روش ها‌ی یا‌دگیری ما‌شین
Topical Subdivision
شبکه عصبی
Topical Subdivision
مدل سا‌زی دینا‌میکی
Topical Subdivision
سا‌ختما‌ن
Topical Subdivision
solar multi-generation system
Topical Subdivision
Multi-objective optimization
Topical Subdivision
Machine learning method
Topical Subdivision
Neural network algorithm
Topical Subdivision
dynamic simulation
Topical Subdivision
Building
Entry Element
مهندسی مکا‌نیک
PERSONAL NAME - PRIMARY RESPONSIBILITY
Relator Code
پ
Entry Element
محمد سینا فریقی
PERSONAL NAME - SECONDARY RESPONSIBILITY
Entry Element
استاد راهنما: ضیا بشر حق، مسعود
Entry Element
استاد راهنما: سلطا‌نی، مجید
۶۷۱۵
CF
دانشکده مکا‌نیک
