Περιέχει 2 Πίνακες, 14 Εικόνες και 3 Παραρτήματα. Επίσης επισυνάπτεται σε συμπιεσμένο αρχείο πρόγραμμα σε JAVA που υλοποιεί αλγόριθμο βελτιστοποίησης λειτουργίας ψυγείου, όπως επίσης και αρχείο MATLAB με το οποίο δημιουργήθηκαν οι καμπύλες που υπάρχουν στην διπλωματική εργασία.
Στις παρούσες συνθήκες μετάβασης από την χρήση των ορυκτών καυσίμων σε ανανεώσιμες πηγές για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας η τάση είναι να μεταβούμε από το μοντέλο της προσαρμοσμένης στην κατανάλωση παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (consumption based production) στο μοντέλο προσαρμογής της κατανάλωσης στην παραγωγή (production driven consumption). Αυτό επιβάλλει πλέον κυμαινόμενη τιμή μονάδος της ηλεκτρικής ενέργειας η οποία θα καθορίζεται ανάλογα με την προσφορά. Δηλαδή θα είναι χαμηλή σε συνθήκες μεγάλης προσφοράς και υψηλή σε συνθήκες χαμηλής προσφοράς.
Στην παρούσα εργασία μοντελοποιήθηκε η λειτουργία τυχόντος εμπορικού ψυγείου και προτείνεται ένας βέλτιστος τρόπος λειτουργίας του σε συνθήκες μεταβαλλόμενης τιμής της μονάδος ηλεκτρικής ενέργειας.
Σαν ψυγείο θεωρήθηκε οιοσδήποτε κλειστός χώρος αποθήκευσης ευπαθών προϊόντων, χάριν απλότητας κυβικού σχήματος, με μεταβαλλόμενες εξωτερικές διαστάσεις σε μεταβαλλόμενες εξωτερικές συνθήκες.
Έγινε μαθηματική περιγραφή του ψυγείου και ανάλυση των παραμέτρων που επιδρούν στην λειτουργία του.
Από την ανάλυση προέκυψε ότι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την κατάσταση του ψυγείου είναι με σειρά βαρύτητας επηρεασμού η φόρτιση του ψυγείου με καινούργια προϊόντα που έχουν ανάγκη ψύξης, η ανανέωση του εσωτερικού αέρα λόγω ανοιγοκλεισίματος της πόρτα του, και τελευταίες οι απώλειες θερμικής αγωγιμότητας στο περιβάλλον λόγω διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του ψυγείου και του εξωτερικού χώρου.
Οι δύο πρώτοι παράγοντες έχουν μεγάλο βαθμό αβεβαιότητας όσον αφορά την συμπεριφορά τους. Ο τρίτος παράγοντας είναι εύκολος στην πρόβλεψή του και στον υπολογισμό του έχει δε και έναν μεγάλο βαθμό σταθερότητας με την έννοια ότι σε ψυκτικούς αποθηκευτικούς χώρους η φόρτιση και η ανανέωση του αέρα μπορεί να μην εμφανίζονται συχνά.
Ως εκ τούτου θεωρήθηκε ότι κατά βάση το ψυγείο θα έχει μόνο απώλειες αγωγιμότητας και αερισμού και βάσει αυτού αναζητήθηκε ο βέλτιστος τρόπος λειτουργίας του ψυγείου.
Βρέθηκαν πέντε πιθανοί αλγόριθμοι βέλτιστης λειτουργίας, που περιγράφονται στην παρούσα εργασία, εκ των οποίων οι 2, 3, και 4 αναφέρονται στην βιβλιογραφία, ενώ οι 1 και 5 είναι δικές μας προτάσεις από τους οποίους υλοποιήθηκε ο αλγόριθμος 5 σε γλώσσα προγραμματισμού Java.
Η προσέγγιση αυτή δίνει μια κατεύθυνση γα τον προγραμματισμό της λειτουργίας ενός ψυγείου όταν δεν μεταβάλλεται το περιεχόμενό του. Σε περίπτωση που το ψυγείο φορτίζεται η λειτουργία του καθίσταται επιβεβλημένη, ανεξάρτητα από οιονδήποτε προγραμματισμό, ώστε να επιτευχθεί το ταχύτερο δυνατόν η ψύξη των ευπαθών προϊόντων στην επιθυμητή θερμοκρασία.
Το συμπέρασμα που προκύπτει από την εφαρμογή του αλγορίθμου σε πραγματικά δεδομένα είναι ότι για τις απώλειες αγωγιμότητας αερισμού είναι δυνατή η λειτουργία του ψυγείου με τρόπο ώστε να ελαχιστοποιηθεί το κόστος κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και παράλληλα να αποφεύγεται η λειτουργία του ψυγείου κατά τις ώρες αιχμής της ζήτησης της ηλεκτρικής ενέργειας.
Όσον αφορά την φόρτιση του ψυγείου μόνον ως σύσταση μπορεί να προταθεί η φόρτιση να γίνεται κατά τις ώρες χαμηλής ζήτησης της ηλεκτρικής ενέργειας.
In the present conditions of transition from the use of fossil fuels to renewable sources for the production of electricity, the tendency is to switch from the model of consumption based production to the model of production driven consumption. This requires that the price of the electricity unit will vary depending on the supply of electric power. That is, it will be low in high supply conditions and high in low supply conditions.
In the present work, the operation of a commercial refrigerator was modeled and an optimal mode of operation in conditions of varying price of the electric energy unit is suggested.
As refrigerator it was considered any closed storage space for perishable products, and for simplicity it was considered as been cubic in shape, with changing external dimensions located in a space with changing external conditions.
A mathematical description of the refrigerator and analysis of the parameters that affect its operation was made.
The analysis has shown that the main factors which affect the condition of the refrigerator are, in order of the degree of influence, first the loading of the refrigerator with new products that need cooling, then the renewal of indoor air due to opening and closing of the door, and lastly the losses of thermal conductivity in the environment due to temperature difference between the refrigerator and the outside.
The first two factors have a high degree of uncertainty. The third factor is easy to predict and calculate and has a high degree of stability in the sense that the loading of the refrigerator with new products, and air renewal may not occur often.
Therefore, it was considered that basically the refrigerator will have only conductivity and ventilation losses. Based on this assumption, the optimal operation mode of the refrigerator was calculated.
Five possible optimized algorithms have been found, and are described in the present work. From these algorithms the 2, 3, and 4 are referred to the literature, while 1 and 5 are our suggestions. Algorithm 5 was implemented in a Java programming language.
This approach shows a direction towards programming the operation of any refrigerator. This is because the loading of the refrigerator, especially with a significant percentage of load, makes its operation imperative in order to achieve the cooling of perishable products at the desired temperature as quickly as possible.
The conclusion that emerges from the application of the algorithm in real data is that considering only conductivity, ventilation and minimum minor loading losses it is possible to operate the refrigerator in a way that minimizes the cost of electricity consumption and at the same time to avoid the operation during peak hours οf electricity demand.
Regarding the loading of the refrigerator with new products it can be suggested that the loading should be done during the hours of low electricity demand.
Περιγραφή: 104567_ΦΟΝΤΑΡΑΣ_ΣΠΥΡΙΔΩΝ.pdf (pdf) Book Reader
Περιγραφή: REFRIGERATOR.zip (zip)