پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز

word
121
5 MB
32284
1393
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۵,۷۳۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز

    کارشناسی ارشد مکاترونیک

    چکیده

       همانطور که می دانید، کولر گازی دستگاهی پر مصرف است و سیکل تبریدی فریونی دارد،. آنچه که شرکت ها را به سمت تولید اینورتر کشاند، رفع نقیصه کولرهای گازی در مصرف بالای انرژی بود. برای بهبود مصرف انرژی در هر قسمت از صنعت باید به پارامترهای متعددی توجه کرد، بهتر است برای داشتن سیستم سرمایشی بهینه، تمامی قسمتهای آن را بازنگری کرده و بهبود داد. و در کل از سیستم هایی مثل اینورتر و کلکتورهای خورشیدی و سنسورهای مختلف استفاده کرد در کلکتور های خورشیدی در واقع بخشی از نیروی مورد نیاز از انرژی خورشیدی تامین می شود که حدود 20 الی 30 درصد است و برای بهبود بیشتر باید بر روی سنسور ها از جمله سنسور لیزری تمرکز کرد تا به این مهم دست یافت. با استفاده از سنسور دماسنج مادون قرمز می توان افراد را شناسایی کرده و در صورت نبود آنها مصرف سیستم را کم کرده و در نهایت خاموش کرد. با این روش حدود 10 الی 20 در صد در مصرف انرژی این سیستم ها صرفه جویی می شود.

    کلمات کلیدی: هوشمند سازی ، سنسور مادون قرمز ، تبرید ، تهویه مطبوع

    تاریخچه سیستم تبرید و تهویه مطبوع

       آسایش و راحتی زندگی انسان یکی از اهداف پیشرفت های بشری بوده و انسانها همواره در پی ابداع و ساخت وسایلی برای رسیدن به این هدف بوده اند. یکی از مصادیق راحتی زندگی، تأمین درجه حرارت مطلوب برای مکان زندگی انسان بوده تا در دماهای بالای تابستان و پایین زمستان امکان زندگی بدون مشقت برایش فراهم شود. این امر مستلزم استفاده از سیستم خنک کننده در تابستان ها و گرمایش در زمستان ها می باشد. استفاده از سیستم خنک کننده در تابستان ها علاوه بر تأمین راحتی زندگی، امکان نگهداری سالم مواد غذایی فاسد شدنی را نیز فراهم می کند. بدین منظور سیستم های تبرید توسعه و بهبود پیدا کرده اند. این سیستم ها برای تأمین راحتی انسان و تهویه مطبوع استفاده می شوند. در واقع از تهویه مطبوع می توان به عنوان نوعی درمان هوا برای انسان نام برد، یعنی به طور همزمان وظیفه کنترل دما، رطوبت، پاکیزگی، بو را به عهده دارد. موضوع تبرید و تهویه مطبوع که نیاز انسان برای حفظ مواد غذایی و آسایش انسان است با گذشت زمان تکامل یافته و تاریخ آغاز آن به قرن ها پیش بر می گردد. هر جنبه ای از تاریخ تبرید بسیار جالب است، در دسترس بودن مبرد، محرک اول و تحولات در کمپرسور و روش های تبرید همه بخشی از این تاریخ است[1].

     

       در زمانهای گذشته تبرید با استفاده از طبیعت صورت می گرفت، مانند استفاده از یخ به عنوان خنک کننده های تبخیری. در اروپا، امریکا و ایران تعدادی خانه­های یخ برای ذخیره سازی یخ ساخته شده بود. مواد مانند خاک اره یا چوب تراشه به عنوان عایق در این خانه های یخ استفاده می شد. بعدها، چوب پنبه به عنوان مواد عایق مورد استفاده  قرار گرفت. ادبیات نشان می دهد که یخ همیشه در دسترس اشراف زادگان بوده و می توانستند آن را نگه داری کنند. در هند، امپراطوران مغول در طول تابستان های سخت در دهلی و آگرا بسیار علاقه مند استفاده از یخ بودند.

       در سال 1806، تجارت یخ آغاز شد. تجارت یخ در شمال امریکا یک کسب و کار پر رونق تلقی می شد. یخ در محفظه­ی قطارهای عایق شده توسط عایق های چوب پنبه به قطر30 سانتی­متر به ایالت های جنوبی امریکا منتقل می­شد. معاملات یخ در چند کشور دیگر از جمله بریتانیا، روسیه، کانادا، نروژ و فرانسه نیز محبوب بود. در این کشورها یخ یا از مناطق سردتر منتقل می شد و یا در فصل زمستان برداشت و در خانه های یخ ذخیره شده تا در تابستان استفاده شود. تجارت یخ در سال 1872 به اوج خود رسید هنگامی که امریکا به تنهایی 225.000 تن یخ به کشورهای مختلف از جمله چین و استرالیا صادر می کرد. با این حال، با ظهور تبرید مصنوعی تجارت یخ به تدریج کاهش یافت.

     

    1-1-1 تبرید مصنوعی

       تاریخ تبرید مصنوعی در سال 1755 آغاز شد، اساس سیستم تبرید مدرن، توانایی مایعات برای جذب مقدار زیادی حرارت (گرمای نهان) به عنوان جوش و تبخیر می باشد. ویلیام کولن (William Cullen) از دانشگاه ادینبورگ این روش را در سال 1755 با قرار دادن آب در تماس حرارتی با اتر تحت یک گیرنده از یک پمپ خلاء نشان داد. میزان تبخیر اتر با توجه به پمپ خلاء افزایش یافته و آب می تواند منجمد شود. این فرآیند شامل دو مفهوم ترمودینامیکی، فشار بخار و گرمای نهان است. مایع در تعادل گرمایی با بخار خود، در فشاری به نام فشار اشباع، که بستگی به درجه حرارت دارد، قرار دارد. به عنوان مثال اگر فشار آب روی اجاق گاز افزایش بیابد، آب نیز در دمای بالاتری به جوش می­آید. مفهوم دوم این است که تبخیر مایع نیاز به گرمای نهان بالایی در طول تبخیر دارد. اگر گرمای نهان از مایع گرفته شود، مایع سرد می شود. تا زمانی که پمپ خلاء فشار را در فشار اشباع حفظ کند درجه حرارت اتر مورد نظر ثابت باقی خواهد ماند. این امر مستلزم حذف تمام بخارات تشکیل شده به علت تبخیر می­باشد. وقتی درجه حرارت پایین مورد نظر باشد، باید فشار اشباع پایین تر بیاید که توسط پمپ خلاء انجام می شود. جزئی از سیستم تبرید مدرن که امروزه در آن خنک کنندگی انجام می شود با این روش تولید شده است که اواپراتور (Evaporator) نام دارد. در این فرآیند خنک سازی بخارات باید به صورت سیکل بسته به حالت مایع بازیافت شود تا به طور مداوم چرخه انجام شود. فرآیند تراکم نیاز به دفع گرما به محیط اطراف دارد، این امر را می توان در درجه حرارت محیط با افزایش فشار تراکم انجام داد. فرآیند تراکم در نیمه دوم قرن هجدهم کشف شد. یو. اف. کلوت و جی. مونگ اسید سولفوریک مایع (So2) را در سال 1780 کشف نمودند در حالی که ون ماروم و ون تروستویک آمونیاک مایع را در سال 1787 کشف کردند. نکته مهم این است که، بخارهای تبخیر شده می تواند در درجه حرارت بیشتر از محیط اطراف متراکم شود. در نتیجه کمپرسور نیاز دارد در فشار بالا بماند. 

     

  • فهرست و منابع پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز

    فهرست:

    - مقدمه

    1-1  تاریخچه سیستم تبرید و تهویه مطبوع.....................................................................2

    1-1-1 تبرید مصنوعی.............................................................................................................3

    1-1-2 سیستم های تبرید حرارتی.....................................................................................15

    1-1-3 سیستم های لوله گردابی.........................................................................................16

    1-1-4 اصول کار سیستم های تراکمی ............................................................................17

    1-1-5 تکنیک بکار رفته در سیستم های تبرید برای کاهش مصرف انرژی............19

    1-1-5-1  اینورتر (Invertor) دار کردن سیستم های تهویه مطبوع.....................19

    1-1-5-2 اسپیلت خورشیدی.............................................................................................21

    1-1-5-3 استفاده از سنسورها............................................................................................23

    1-1-5-3-1 مقاومت حساس به دما یاRTD ...............................................................23

    1-1-5-3-2 ترمیستور...........................................................................................................24

    1-1-5-3-3 سنسور فتوسل لیزری ..................................................................................25

    1-2 اهداف و ضرورت های انجام پایان نامه.....................................................................25

    1-3 رئوس مطالب پایان نامه................................................................................................26

    2- اصول طراحی سیستم هوشمند تبرید و انتخاب سنسور

    2-1 اهدف و ضرورت طراحی سیستم هوشمند تبرید................................................29

    2-2 بررسی انواع سنسورهای تشخیص انسان................................................................30

    2-2-1 سنسورهای آلتراسونیک.........................................................................................30

    2-2-2 استفاده از دوربین وب کم (Webcam) و Open CV (Open Source Computer Vision) ..............................................................................................................32

    2-2-3 سنسور های مادون قرمز غیر فعالPIR (Passive infrared sensor) .......35

    2-2-4 استفاده از سنسور دماسنج مادون قرمزIR (Infra Red)...............................40

    2-3 بررسی و انتخاب سنسور مادون قرمز مناسب.........................................................45

    2-4 الزامات طراحی سیستم هوشمند و جانمایی سنسور...........................................48

    3- طراحی و ساخت سیستم هوشمند تبرید

    3-1 طراحی و الگوریتم عملکرد سیستم هوشمند...........................................................53

    3-2 اجزاء سیستم ساخته شده هوشمند تشخیص انسان..............................................55

    3-2-1 میکرو کنترلر...............................................................................................................55

    3-2-2 سنسور دماسنج مادون قرمز Mlx90614bci......................................................57

    3-2-3 نمایشگر LCD..........................................................................................................57

    3-2-4 سروو موتور..................................................................................................................58

    3-2-5 واحد تغذیه..................................................................................................................61

    3-2-6 هشدار دهنده ها.........................................................................................................62

    3-2-7 پایه سیستم.................................................................................................................63

    3-3 برنامه عملکردی دستگاه................................................................................................63

    4- آزمایشات و نتایج بدست آمده در سیستم هوشمند تبرید

    4-1 نتایج آزمایشات سیستم هوشمند تبرید..................................................................67

    4-2 مقایسه دماسنج جیوه ای با سنسور دماسنج مادون قرمز..................................74

    4-3 آزمایش نکرار پذیری.....................................................................................................76

    4-4 مقایسه عملکرد یک سیستم تبرید با استفاده از سیستم هوشمند و بدون استفاده از سیستم هوشمند....................................................................................................................77

    5- بحث و نتیجه گیری

    5-1 بحث و نتیجه گیری.....................................................................................................81

    فهرست منابع.......................................................................................................................................82

    ضمائم

    ضمیمه الف برنامه نوشته شده برای میکرو.....................................................................84

    ضمیمه ب دیتاشیت سنسور MLX906145bci.......................................................88

            ضمیمه ج نتایج طراحی به وسیله نرم افزار کریر..............................................................96

     

     

     

     

    منبع:

     

     

    [1] Nahste.ac.uk."Cullen William(1710-1790) physician,chemist and metallurgist" . Retrieved 20 January 2012.

     

    [2] Burstall, Aubrey ."A History of Mechanical Engineering. The MIT Press". ISBN 0-262-5. 2001

     

    [3] Grant. "Boyle, David". In Stephen, Leslie. Dictionary of National Biography 6. London: Smith, Elder & Co. pp. 109–110.

     

    [4] Margaret Ingels, "Willis Haviland Carrier: father of air conditioning, Country Life" Press, 1952,

     

    [5] Arora, Ramesh Chandra. "Mechanical vapour compression refrigeration". Refrigeration and Air Conditioning. New Delhi, India: PHI Learning

    [6 by J. M. Bumsted. "Dictionary of Manitoba Biography" . Winnipeg: University of Manitoba Press, 1999. Page revised: 6 May 2009

     

    [7] Walker, Jearl . "The madness of stirring tea". The Flying Circus of Physics. John Wiley & Sons, Inc. p. 97

     

    [8] Ross Montgomery. " Fundamentals of HVAC Control Systems" ashrae. 2010

     

    [9] rechard e.Sonntag, Claus Borgnakke, and Gordon J. Van Wylen. "fundamental of thermodynamics"  . UG/GGS Information service, Inc . sixth edition. P 436. 2003

    [10] victor streeter " Fluid Mechanics" . Publisher: McGraw-Hill .3rd Edition. (1962)

    [11] Yunus A.Cengel & John M. Cimbala "Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications" Publisher: McGraw-Hill .  Edition: 3rd . 2013

    [12] Martin A. Green and Anita Ho-Baillie, "Forty three per cent composite split-spectrum concentrator solar cell efficiency", ARC Photovoltaics Centre of Excellence, University of New South Wales, Australia, 2010

                       

    [13] Jack Holman. "Heat Transfer" McGraw-Hill. tenth edition. Jan 13, 2009


    [14] William J. Coad & roland H. Howell " Principles of Heating, Ventilating, and Air Conditioning " 7th edition. Ashrae. 2013

     

    ]15[ دکتر سید ابراهیم حسینی، "کنترل صنعتی1383"، انشاراتدیباگران تهران، صفحه 179 الی 188.



تحقیق در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, مقاله در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, پروپوزال در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, تز دکترا در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, پروژه درباره پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, گزارش سمینار در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز, رساله دکترا در مورد پایان نامه هوشمند سازی یک سیستم تبرید بوسیله سنسور مادون قرمز

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس