Simulation-based multi-criteria optimization of a direct-expansion solar-assisted heat pump water heater

Saeid Hosseini¹ Navid delgram²

Abstract :
This paper aims to develop a thermodynamic model and a multi-objective optimization for the thermal performance of a direct-expansion solar-assisted heat pump water heater (DX-SAHPWH). In the current investigation, the heat pump design parameters such as the solar collector area, compressor speed, collector tilt angle, length and outside diameter of coil in the condenser are chosen as decision variables. A parametric study is conducted to identify how various input factors may affect the DX-SAHPWH system. A multi-objective non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA–II) is employed to obtain the optimal solutions of design parameters, where the coefficient of performance (COP) and the solar collector efficiency (SCE) are taken as two fitness functions. The achieved optimum solutions from the bi–criteria optimization process is given as Pareto frontier. The ultimate optimal solution from available solutions on the Pareto optimal curve is selected using TOPSIS decision-making method. In addition, single-objective optimization is performed for each objective function in order to compare the results with the optimum solutions achieved by the bi-objective optimization as well as the performance measures of the base-case system to identify the behavior of the objective functions. The comparisons of single and bi-objective optimization results illustrate that bi-objective optimization method yields the more adequate results, mainly because of the lower deviation index from the ideal solution. The results of bi-objective optimization show 8.76% diminution in the SCE in comparison with the initial test case, while the COP increases close to 91.53% that makes the optimal solution more desirable respect to the single ones.

Keywords : direct expansion solar assisted heat pump solar collector efficiency coefficient of performance building energy efficiency multi objective optimization

---

زبان مقاله : انگلیسی
محور مقاله : مهندسی مکانیک
محل انتشار : کنفرانس بین المللی پژوهش ها و دستاوردهای نو در علوم، مهندسی و فناوری های نوین
آدرس وب سایت کنفرانس : setcong.com
کد IOI مقاله : XDKF-GACCB
لینک مستقیم مقاله : https://isnac.ir/XDKF-GACCB
نمایش چکیده فارسی : https://isnac.ir/SA/XDKF-GACCB

سایر مقالات ارائه دهنده

1. Simulation-based multi-criteria optimization of a direct-expansion solar-assisted heat pump water heater

سایر مقالات محل انتشار

1. ارایه شیوه های تصمیم گیری اصولی در طراحی و کیفیت نرم افزار
2. حذف فلزات سنگین از محیط آب و فاضلاب با استفاده از جاذب های زیست تخریب پذیر
3. بررسی مولد های تولید کننده برق کروی با استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان
4. (ارزیابی ریسک های ایمنی در خطوط انتقال برق با تکنیک های FMEA و William Fine و اولویت بندی عوامل خطر با تکنیک MCDM (مطالعه موردی: خطوط انتقال برق پروژه انتقال نفت خام گوره - جاسک)
5. طراحی، ساخت و تولید وکتور نوترکیب بیان کننده پروتئین ترکیبی سالمونلا تیفی به منظور کاربرد به عنوان واکسن
6. Design and Construction of a spark gap switch with trigger device
7. Simulation-based multi-criteria optimization of a direct-expansion solar-assisted heat pump water heater
8. A simulation–based multi-objective optimization of building energy efficiency
9. Parameter analysis of building energy consumption using variance-based method
10. بررسی مدل های توربولانسی متفاوت با استفاده از جریان آشفته عبوری از پله برای اعداد ماخ پایین
11. بررسی لایه نشانی اکسید آلومینیوم بر روی پلی پروپیلین
12. بررسی اثر آنتی باکتریال نانوذرات زیستی اکسیدکبالت
13. Synthesis of new cathodic active substance (NMC) on lithium ion battery performance
14. Application of electrode modified with magnetic nanoparticles NiCuFe2O4 / ionic liquid for measurement of phenylephrine
15. بررسی تاثیر توسعه پایدار بر روی خصوصی سازی