پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,532 |
| تعداد مقالات | 70,502 |
| تعداد مشاهده مقاله | 124,119,201 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,225,560 |
ارزیابی سیستم‌های مختلف سرمایش گلخانه در اقلیم‌های متنوع ایران با توجه به کاهش منابع آب | ||
| اکوهیدرولوژی | ||
| مقاله 20، دوره 6، شماره 1، فروردین 1398، صفحه 257-265 اصل مقاله (635.49 K) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ije.2019.274496.1032 | ||
| نویسندگان | ||
| توحید جعفری نژاد1؛ امیرحسین فتحی2؛ حسین یوسفی* 3؛ کیانوش چوبینه4 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدۀ انرژی، دانشگاه صنعتی شریف تهران | ||
| 2استادیار، دانشکدۀ مکانیک، دانشگاه شیراز | ||
| 3دانشیار، دانشکدۀ علوم و فنون نوین دانشگاه تهران | ||
| 4دانشجوی دکتری، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران | ||
| چکیده | ||
| هدف از پژوهش حاضر، ارائۀ چارچوبی است که فنی-اقتصادیترین سیستم سرمایش را با توجه به اقلیم‌های مختلف آب و هوایی ایران، قیمت حاملهای آب و انرژی، و شرایط کشت مناسب محصول برگزیند. همچنین، سیاستگذار را قادر سازد تا بهگونهای قیمت آب را تعیین کند تا کشاورز کممصرفترین سیستم سرمایش را از نظر مصرف آب برای گلخانه برگزیند. سه نوع مختلف سیستم سرمایش شامل سیستم‌های فن و پد تبخیری، انبساط مستقیم و چیلر جذبی برای پنج اقلیم آب و هوایی متنوع ایران ارزیابی شده است. ارزیابی در سه سناریو صورت میگیرد که در آن سناریوهای نخست و دوم تمام سیستم‌های سرمایش را تحت قیمتهای فعلی و واقعی آب بررسی میکند، در حالی که سناریوی سوم قیمت بهینۀ آب را بهگونهای اختیار میکند که سیستم سرمایش با کمینۀ مصرف آب انتخاب شود. نتایج نشان میدهد سیستم سرمایش فن و پد که قبلاً باور بر این بود که فنی-اقتصادیترین سیستم سرمایش برای گلخانههای ایران است، در حقیقت فنی-اقتصادیترین سیستم سرمایش برای تمام اقلیم‌های آب و هوایی ایران نیست و سیستم سرمایش انبساط مستقیم (تراکمی) با میانگین هزینۀ معادل سرمایش 0427/0 و 2733/0 دلار بر کیلووات ساعت سرمایش در مقابل 0510/0 و 8264/0 دلار بر کیلووات ساعت سرمایش میانگین هزینه معادل سرمایش سیستم سرمایش فن و پد، به‌ترتیب در سناریوهای اول و دوم برتری یافته است. درنهایت، سناریوی سوم اینگونه پیشنهاد میکند که با افزایش 4/17 درصدی قیمت آب، کشاورز متقاعد خواهد شد تا در سراسر اقلیم‌های آب و هوایی ایران، سیستم سرمایشیای انتخاب کند که کمترین میزان مصرف آب را دارد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پیوند آب-انرژی-غذا؛ سیستم سرمایش؛ سیاست آب؛ صرفهجویی در آب؛ گلخانه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Evaluating Different Greenhouse Cooling Systems in Various Climate Zones of Iran Considering Water Scarcity | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Tohid Jafarinejad1؛ Amir Hossein Fathi2؛ Hossein Yousefi3؛ Kianoush Choubineh4 | ||
| 1M.Sc. Student, Department of Energy Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran | ||
| 2Assistant Professor, School of Mechanical Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran | ||
| 3Associate Professor, Department of Renewable Energies and Environment, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| 4PhD Student, Department of Renewable Energies and Environment, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| This paper aims to develop a profound framework that opts for the most techno-economic cooling system considering different climate zones of Iran, water and energy carrier prices, and the crop’s cultivation conditions. Furthermore, it enables policy makers to come up with a water price to persuade the farmer to choose the least water consuming cooling system for the greenhouse. Three different cooling systems of fan and pad, direct expansion and absorption chiller are evaluated for five various climate zones of Iran. The evaluation takes place in three scenarios in which the first and second scenarios assesses all three cooling systems under the current and real price of water, while the third scenario obtains the optimal price of water that the cooling system get selected based on the least water consumption. Results show that the fan and pad cooling system, formerly believed to be the most economic one, is actually not the most techno-economic system for all climate zones of Iran but, the direct expansion system with the mean equivalent cooling cost of 0.0427 and 0.2733 $/kWh merits over the fan and pad system with the mean equivalent cooling cost of 0.051 and 0.8264 $/kWh in first and second scenario respectively. Finally, the third scenario suggests the policy makers should increase the water price by 17.4% so that the farmer is persuaded to select the most water conservative cooling system in all the climate zones of Iran. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Greenhouse, Water conservation, Cooling system, Water policy, Water-energy-food nexus | ||
| مراجع | ||
|
[1]. Leng G, Huang M, Tang Q, Leung LR. A modeling study of irrigation effects on global surface water and groundwater resources under a changing climate. J Adv Model Earth Syst. 2015;7(3):1285–304. [2]. Rockström J, Falkenmark M, Karlberg L, Hoff H, Rost S, Gerten D. Future water availability for global food production: the potential of green water for increasing resilience to global change. Water Resour Res. 2009;45(7). [3]. Arnell NW. Climate change and global water resources : SRES emissions and socio-economic scenarios. 2004;14:31–52. [4]. Alcamo J, Flörke M, Märker M. Future Long-Term Changes in Global Water Resources Driven by Socio- Future long-term changes in global water resources driven by socio-economic and climatic changes. 2007;(April). [5]. Ashraf B, Yazdani R, Mousavi-Baygi M, Bannayan M. Investigation of temporal and spatial climate variability and aridity of Iran. Theor Appl Climatol. 2014;118(1–2):35–46. [6]. Madani K. Water management in Iran: what is causing the looming crisis? J Environ Stud Sci. 2014;4(4):315–28. [7]. Madani K, AghaKouchak A, Mirchi A. Iran’s socio-economic drought: challenges of a water-bankrupt nation. Iran Stud. 2016;49(6):997–1016. [8]. Sadegh M, Mahjouri N, Kerachian R. Optimal inter-basin water allocation using crisp and fuzzy Shapley games. Water Resour Manag. 2010;24(10):2291–310. [9]. Mirchi A, Watkins DW, Huckins CJ, Madani K, Hjorth P. Water resources management in a homogenizing world: Averting the Growth and Underinvestment trajectory. Water Resour Res. 2014;50(9):7515–26. [10]. Proch P, Maitah M, Pljuˇ I. Evaluation of Water Scarcity in Selected Countries of the Middle East. :1–18. [11]. Roudi-Fahimi F, Creel L, De Souza R-M. Finding the balance: Population and water scarcity in the Middle East and North Africa. Popul Ref Bur Policy Br. 2002;1–8. [12]. Girardet, E. and Walter J. Crosslines Essential Field Guide to Afghanistan. second edi. Geneva: Media Action International; 2004. [13]. Al-nasser AY, Bhat NR. Protected Agriculture in the State of Kuwait. 1990;17–23. [14]. Hirich A, Choukr-allah R. Water and Energy Use Ef fi ciency of Greenhouse and Net house Under Desert Conditions of UAE : Agronomic and Economic Analysis. [15]. Kumar KS, Tiwari KN, Jha MK. Design and technology for greenhouse cooling in tropical and subtropical regions : A review. 2009;41:1269–75. [16]. Ghani S, Bakochristou F, Mohamed E, Ahmed A, Mahmoud S, Gamaledin A, et al. Engineering in Agriculture , Environment and Food Design challenges of agricultural greenhouses in hot and arid environments – A review. Eng Agric Environ Food [Internet]. 2018;(May):0–1. Available from: https://doi.org/10.1016/j.eaef.2018.09.004 [17]. Baeza EJ, Pérez-Parra JJ, Montero JI, Bailey BJ, López JC, Gázquez JC. Analysis of the role of sidewall vents on buoyancy-driven natural ventilation in parral-type greenhouses with and without insect screens using computational fluid dynamics. Biosyst Eng. 2009;104(1):86–96. [18]. Roldán JJ, Garcia-Aunon P, Garzón M, de León J, del Cerro J, Barrientos A. Heterogeneous multi-robot system for mapping environmental variables of greenhouses. Sensors. 2016;16(7):1018. [19]. Cockshull KE, Graves CJ, Cave CRJ. The influence of shading on yield of glasshouse tomatoes. J Hortic Sci. 1992;67(1):11–24. [20]. Sethi VP, Sharma SK. Survey and evaluation of heating technologies for worldwide agricultural greenhouse applications. Sol energy. 2008;82(9):832–59. [21]. Ishii M, Okushima L, Moriyama H, Sase S. An Overview of Natural Ventilation, Airflow, Evaporative Cooling and Heat Pump Heating in Greenhouses under Mild Climatic Conditions. In: International Symposium on New Technologies for Environment Control, Energy-Saving and Crop Production in Greenhouse and Plant 1037. 2013. p. 493–500. [22]. Villarreal-Guerrero F, Kacira M, Fitz-Rodríguez E, Kubota C, Giacomelli GA, Linker R, et al. Comparison of three evapotranspiration models for a greenhouse cooling strategy with natural ventilation and variable high pressure fogging. Sci Hortic (Amsterdam). 2012;134:210–21. [23]. Arbel A, Yekutieli O, Barak M. Performance of a fog system for cooling greenhouses. J Agric Eng Res. 1999;72(2):129–36. [24]. Bucklin RA, Henley RW, McConnell DB. Fan and pad greenhouse evaporative cooling systems. Circ (Florida Coop Ext Serv. 1993; [25]. Rorabaugh P, Jensen M, Giacomelli G. Introduction to Controlled Environment Agriculture and Hydroponics. Control Environ Agric Cent. 2002;1–130. [26]. Anifantis AS, Colantoni A, Pascuzzi S. Thermal energy assessment of a small scale photovoltaic, hydrogen and geothermal stand-alone system for greenhouse heating. Renew energy. 2017;103:115–27. [27]. Paksoy HÖ, Beyhan B. Thermal energy storage (TES) systems for greenhouse technology. In: Advances in thermal energy storage systems. Elsevier; 2015. p. 533–48. [28]. Courtois N, Grisey A, Grasselly D, Menjoz A, Noël Y, Petit V, et al. Application of Aquifer Thermal Energy Storage for heating and cooling of greenhouses in France: a pre-feasibility study. In: European Geothermal Congress 2007. 2007. p. 8–p. [29]. Wong B, McClung L, Snijders A, McClenahan D, Thornton J. The application of aquifer thermal energy storage in the Canadian greenhouse industry. In: International Symposium on High Technology for Greenhouse Systems: GreenSys2009 893. 2009. p. 437–44. [30]. Sanaye S, Niroomand B. Horizontal ground coupled heat pump: Thermal-economic modeling and optimization. Energy Convers Manag. 2010;51(12):2600–12. [31]. Attar I, Naili N, Khalifa N, Hazami M, Lazaar M, Farhat A. Experimental study of an air conditioning system to control a greenhouse microclimate. Energy Convers Manag. 2014;79:543–53. [32]. Ganji MH, Tavassoli M. Climatic Characteristics and Classi fi cation of Iran , Studies of the Hot Arid Zone 1. Vol. 1. 2016. [33]. Sanaye S, Malekmohammadi HR. Thermal and economical optimization of air conditioning units with vapor compression refrigeration system. Appl Therm Eng. 2004;24(13):1807–25. [34]. Younker DL. Value Engineering: Analysis and Methodology [Internet]. Cost Engineering. 2003. 326 p. Available from: http://books.google.com/books?id=Mtq_qunJIBMC&pgis=1 [35]. G. Snyder R. Greenhouse Tomato Handbook [Internet]. Central Mississippi Research and Extension Center; Available from: https://ag.umass.edu/sites/agcenter/files/pdf-doc-ppt/p1828.pdf [36]. statistics and information network | Iran's energy balance spreadsheet 2015-2016 94 [Internet]. [cited 2019 Jan 18]. Available from: http://isn.moe.gov.ir/گزارشات-اماری/ترازنامه-انرژی-سال-94 [37]. Favre M, Montginoul M. Water pricing in Tunisia: Can an original rate structure achieve multiple objectives? Util Policy [Internet]. 2018;55(October):209–23. Available from: https://doi.org/10.1016/j.jup.2018.06.004 [38]. Cooper B, Crase L, Pawsey N. Best practice pricing principles and the politics of water pricing. Agric Water Manag [Internet]. 2014;145:92–7. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2014.01.011 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 717 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 414 |
||