منو
 صفحه های تصادفی
محاسبه حجم توسط انتگرال گیری
انواع رنگ رنگرزی
تولید انبوه موتور سیکلت
نقاشی
کارل فریدریش گاوس
برنامه فیزیک
آلرژى شدید و عمومى
آزمایش اندازه‌گیری ابعاد یاخته‌ها در زیر میکروسکوپ
طبقه بندی اهداف آموزش
نظریه سیاه‌چاله
 کاربر Online
464 کاربر online

بهینه سازی مصرف برق در لوازم خانگی پر مصرف

تازه کردن چاپ
مهندسی و فن‌آوری > مهندسی > مهندسی برق
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک الکترونیک
(cached)

مقدمه

بدون شک بهبود عملکرد مصرف کننده‌های انرژی با هدف استفاده بهینه از منابع انرژی از جمله سر فصلهای مهم در تحقیقات محسوب می‌گردد. پس از بحران انرژی در سال 1973 فعالیتهای پژوهشی دامنه داری در زمینه کاهش مصرف انرژی در شاخه‌های مختلف مصرف کننده شروع گردید. به گونه‌ای که بحران انرژی در سال مذکور نقطه عطفی در روند بهینه سازی مصرف انرژی در تمامی زمینه‌های مرتبط با انرژی به شمار می‌رود.

صنعت لوازم خانگی نیز از این امر مستثنی نبوده و طی سه دهه اخیر تحولات قابل توجهی را در مصرف برق شاهد بوده است. لوازم خانگی به دلیل گستردگی موارد مصرف آن سهم قابل توجهی از مصرف برق بخش خانگی را شامل می‌گردد. به گونه‌ای که مصرف سرانه برق و بهره‌مندی خانوار از لوازم خانگی به عنوان شاخصهایی برای تعین سطح رفاه عمومی در کشورهای مختلف مطرح گردیده است. در میان لوازم خانگی ، یخچال - فریزرهای خانگی ، کولرهای آبی ، کولرهای گازی و ماشینهای لباسشویی از جمله پرمصرفترین لوازم به شمار می‌روند.

تجارب دیگر کشورها مؤید آن است که پتانسیل کاهش مصرف انرژی در محصولات مذکور به میزان قابل توجهی وجود دارد. در این راستا تحقیقات وسیعی در زمینه بهینه سازی مصرف برق در لوازم خانگی مذکور در بخش انرژی مرکز تحقیقات نیرو انجام پذیرفته و امکان کاهش مصرف برق در محصولات تولید داخل مورد بررسی همه جانبه قرار گرفته است.



img/daneshnameh_up/c/c1/home_appliances_TRO1100.JPG




در بررسیهای به عمل آمده علاوه بر ارزیابی وضع موجود صنایع لوازم خانگی داخلی ، به محدودیتها و امکانات موجود به منظور اجرای طرحهای بهینه سازی پرداخته شده و امکان انجام اصلاحات پیشنهادی در قالب ارزیابیهای فنی و اقتصادی طرحهای مذکور ارائه گردیده است. علاوه بر این با توجه به اینکه لزوم صرفه جویی انرژی در تمامی وسایل و تجهیزات انرژی در کشور بصورت قانون در آمده و آئین نامه‌های اجرایی آن نیز به تصویب رسیده است، بنابراین نتایج بدست آمده در طرحهای بهینه سازی می‌تواند در تعیین خط مشی و اجرای برنامه‌های اجرایی به منظور دستیابی به اهداف از پیش تعیین شده کمک شایانی نماید.

طرحهای بهینه سازی در لوازم خانگی پر مصرف

طرحهای بهینه سازی مصرف برق در یخچال - فریزرهای خانگی

امروزه ، یخچال فریزرهای خانگی از جمله ضروری‌ترین نیازهای اولیه هر خانواده به شمار می‌روند. با توجه به درصد خانواده‌های بهره‌مند از این وسیله خانگی و در مقایسه با سایر لوازم خانگی؛ در ردیف اولین و مهمترین وسیله خانگی در کشور قرار داده شده‌اند. اگر هر یخچال بطور متوسط 500 کیلووات ساعت در سال برق مصرف نماید، توان مصرفی ناشی از یخچال فریزرها معادل 1085 مگاوات بدست می‌آید که با توجه به هزینه‌های تولید ، انتقال و توزیع برق ، اهمیت بهینه سازی مصرف برق این وسیله پر مصرف بیش از پیش روشن می‌گردد.

برای تعیین پتانسیلهای صرفه جویی در این وسیله خانگی تحقیقات نظری و تجربی بر روی تعدادی از یخچال - فریزرهای تولید داخل انجام و عوامل مؤثر بر مصرف انرژی یخچالهای مورد بررسی تعیین گردید. در یک بررسی اجمالی روشن شد که افزایش ضخامت عایق مورد استفاده در کابینت ، استفاده از کمپرسورهای پر بازده ، افزایش سحط حرارتی کندانسور و اپراتور و بهبود واشر دور درب از جمله مهمترین عوامل مؤثر بر کاهش مصرف برق یخچال فریزرهای خانگی می باشد.



img/daneshnameh_up/c/c8/iron_heating_up.gif




در یک بررسی اجمالی مشخص گردید پتانسیل کاهش مصرف برق در یخچالهای تولید داخل حدود هفتاد درصد می‌باشد، سیر تحول بهبود یخچال فریزرهای خانگی در کشورهای صنعتی این روند را تأیید می‌کند. به عنوان مثال مصرف برق یخچال فریزرهای مدل 1995 نسبت به مدل 1973 در کشور آمریکا حدود 62 درصد کاهش یافته است. با توجه به این نکته که تکنولوژی تولید یخچال فریزرهای خانگی در ایران عموما به دهه هفتاد میلادی باز می‌گردد، بنابراین وجود چنین پتانسیلی در کاهش مصرف برق دور از انتظار نمی‌باشد. اگر یخچالهای مورد استفاده در کشور با یخچالهای سربازده جایگزین شوند، توان مورد نیاز برای تأمین برق ناشی از مصرف یخچال فریزرهای خانگی از 1085 مگاوات به 325 مگاوات کاهش خواهد یافت.

طرحهای بهینه سازی مصرف برق در کولرهای گازی

تنوع مناطق آب و هوایی باعث بکارگیری سیستمهای برودتی متنوعی در کشور شده است. بکارگیری سیستمهای مختلف سرمایشی بر اساس محدودیتها و مزیتهای نسبی سیستمهای مذکور صورت می‌گیرد. استفاده از کولرهای گازی در فصل گرما در نواحی شمالی و جنوبی کشور که در مجاورت ساحل قرار دارند بسیار رایج است. از آنجا که کولرهای گازی از جمله پرمصرف ترین لوازم انرژی بر، در میان لوازم خانگی به شمار می آیند، سهم مصرف برق ناشی از بکارگیری آنها چشمگیر است. مصرف برق آنها بویژه در فصل تابستان نقش قابل توجهی در ایجاد پیک فصلی در شبکه دارد.

بنابراین استفاده از کولرهای گازی پربازده با هدف استفاده بهینه از انرژی الکتریکی که به کاهش هزینه‌های سرمایه گذاری در تأمین برق مورد نیاز کمک شایانی می‌نماید. شواهد و قرائن نشان می‌دهد که پتانسیل قابل توجهی برای صرفه جویی مصرف برق در کولرهای گازی وجود دارد. مطابق بررسی انجام شده در انجمن تولید کنندگان لوازم خانگی آمریکا برای یک نمونه از تولیدات آن کشور مصرف برق از 1282 کیلووات ساعت در سال 1972 به 843 کیلووات ساعت در سال 1994 تقلیل یافته است.

در این پژوهش به منظور تعیین پتانسیلهای صرفه جویی در مصرف برق کولرهای گازی ابتدا یک نرم افزار رایانه‌ای به منظور نمونه سازی عملکرد آن تهیه و صحت عملکرد آن با نتایج تجربی مقایسه گردید. پس از اطمینان از صحت محاسبات انجام شده توسط نرم افزار مذکور یک نمونه کولر گازی تولید داخل کشور مورد ساخت قرار گرفت و راهکارهای دستیابی به شرایط بهینه معین گردید. در این بررسی ، طرح اصلاحی در هشت مرحله تغییرات طراحی لازم به منظور دستیابی به یک محصول پر بازده را معین می‌نماید.

نتایج بدست آمده از نمونه‌های عددی نشان می‌دهد که با انجام این تغییرات میزان مصرف انرژی کولر گازی مذکور به میزان 56.2 درصد قابل کاهش است. از جمله مهمترین عوامل مؤثر در مصرف انرژی کولرهای گازی می‌توان به استفاده از کمپرسورهای پربازده اشاره کرد. روند بهبود مصرف انرژی محصولات تولیدی در کشور آمریکا طی سالهای 1972 تا 1994 وجود پتانسیلهای پیش گفته تأیید می‌کند.

بهینه سازی مصرف برق در کولرهای آبی

کولرهای آبی به دلیل قیمت ارزان ، سادگی استفاده و مصرف برق کمتر ، نسبت به این سیستمهای سرمایش از مزیت نبی برخوردار است. علاوه بر موارد پیش گفته انطباق این وسیله خانگی را در ردیف مهمترین مصرف کنندگان بخش خانگی را قرار داده است. بنابراین ملاحظه می‌شود که این وسیله خانگی در ایجاد پیک شبکه در فصل تابستان نقش مؤثری ایفا می‌نماید و بهینه سازی این وسیله خانگی پر مصرف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
به منظور بررسی راهکارهای بهبود مصرف برق کولرهای آبی مطالعاتی جامعی در این زمینه انجام پذیرفت و موضوع بهینه سازی مصرف برق در کولرهای آبی با توجه به محدودیتهای موجود به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی عملکرد کولر آبی ، مورد نمونه سازی نظری و تجربی قرار گرفت و رفتار آن به همراه طرحهای بهینه سازی مورد بررسی فنی و اقتصادی قرار گرفت. در بررسی نظری عملکرد کولرهای آبی به کمک یک برنامه رایانه‌ای شبیه سازی گردید. معادلات حاکم در این شبیه سازی به یک معادله دیفرانسیل غیر خطی منتهی و معادله مذکور به کمک روشهای عددی حل گردید و رفتار کولر بصورت نظری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

راهکارهای بدست آمده از بررسی نظری نشان داد که الحاق یک روش کنترل که ترکیبهای مختلف عملکرد کولر آبی (دور تند ، دورکند با پمپ و بدون پمپ) را متناسب با نیروهای سرمایشی ایجاد کند، می‌تواند به میزان قابل توجهی مصرف برق کولرهای آبی را کاهش داده و همچنین شرایط محیطی مطلوبتری را ایجاد نماید. طراحی دستگاه کنترل بصورت 8 راهکار مطرح و هر یک از راهکارها از لحاظ فنی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین راهکار حاصل از بررسی نظری انتخاب و روش کنترلی مبتنی بر بهترین انتخاب ، طراحی ساخته شد. دستگاه ساخته شده بر مصرف برق کولرهای مجهز به دستگاه کنترل نسبت به کولرهای بدون کنترل بیش از 55 درصد کاهش یافته بود.

ارزیابی پتانسیلی صرفه جویی برق در ماشینهای لباسشویی

اگر تعداد ماشینهای لباسشویی مورد استفاده معادل 2 میلیون دستگاه در نظر گرفته شود با توجه به اینکه در هر دور شستشو ، هر ماشین لباسشویی بطور متوسط 3 کیلوات ساعت برق مصرف می‌کند. میزان مصرف برق ناشی از ماشینهای لباسشویی مقدار قابل توجهی خواهد بود. عمده‌ترین بخش مصرف کننده برق ماشینهای لباسشویی به بخش تولید آب گرم و خشک کن اختصاص دارد. بنابراین مهمترین راهکار پبشنهادی در رابطه با کاهش مصرف برق ماشینهای لباسشویی توسط آب گرم الکتریکی ماشین لباسشویی توسط آب گرم ساختمان اختصاص دارد.

انجام این امر مستلزم استفاده از یک مجموعه مخلوط کننده آب گرم و آب سرد خودکار می‌باشد که آب مورد نیاز ماشین لباسشوی را با دمای معین آماده و وارد ماشین لباسشوی می‌نماید. برای نیل به این هدف مجموعه آزمایشگاهی لوازم صرفه جوی مصرف برق در ماشینهای لباسشویی در بخش انرژی و با همکاری بخش تکنولوژی اطلاعات مرکز تحقیقات نیرو طراحی و ساخته شد. نتایج بدست امده حاکی از آن است که در صورت استفاده از لوازم صرفه جویی انرژی در ماشینهای لباسشوی ، می‌توان بطور متوسط 50 درصد از برق مصرفی ماشینهای لباسشویی کاست.

اگر چه با توجه به نرخ تعرفه برق در سال اجرای طرح (1375) انجام اصلاحات پیش گفته از دیدگاه مصرف کننده از توجیه اقتصادی برخوردار نیست اما با توجه به یارانه قابل توجه به منظور تولید ، انتقال و توزیع برق ، از دیدگاه منافع ملی استفاده از لوازم صرفه جو عواید قابل توجهی را به دنبال خواهد داشت.

نتیجه گیری

مصرف برق لوازم خانگی طی سه دهه گذشته بهبود قابل توجهی را شاهد بوده است. در بین لوازم خانگی یخچال فریزرهای خانگی ، کولرهای آبی ، کولرهای گازی و ماشینهای لباشویی سهم قابل توجهی از مصرف برق بخش خانگی را به خود اختصاص می‌دهند. علاوه بر این شواهد و قرائن نشان می‌دهد که پتانسیلهای بهسازی مصرف برق در لوازم مذکور بیش از سایر لوازم مطرح می‌باشد. در این پژوهش نشان داده شد که بهینه سازی مصرف برق در لوازم خانگی پیش گفته به کمک راهکارهای ارائه شده به میزان قابل توجهی از مصرف برق لوازم خانگی تولید داخل کشور می‌کاهد.

البته این امر مستلزم بررسی فنی - اقتصادی طرحهای ارائه شده از دیدگاه تولید کنندگان و مصرف کنندگان لوازم خانگی و وزارت نیرو می‌باشد. اگر چه به نظر می‌رسد اعمال بعضی از طرحهای مذکور با توجه به قیمت برق در حال حاضر از دیدگاه مصرف کننده جذابیت زیادی نداشته باشد، اما آنچه مسلم است این است که از دیدگاه منافع ملی اعمال طرحهای مذکور عواید قابل توجهی را به دنبال داشته و با توجه به افزایش نرخ برق به نظر می‌رسد در سالهای آینده اعمال طرحهای مذکور از دیدگاه مصرف کننده نیز از توجیه مالی برخوردار گردد. بنابراین فراهم سازی بستری مناسب برای اجرای طرحهای مذکور اجتناب ناپذیر بوده و لزوم ایجاد آن به خوبی احساس می‌گردد.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 48143


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..