1

علیا مطالعه موردي در روستاي یاتري -ممیزي انرژي یک سیستم پمپاژ آب روستایی

گرمسار

2، مصطفی شاطري2، زهره امینی2، مهرانه غالمی*1نادر رهبر

Rahbar@semnaniau.ac.irروه مکانیک، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسالمی، سمنان، ایران، ایمیل: و عضو هیات علمی گ استادیار 1

کارشناسی ارشد، شرکت مهندسی پویا فناوران انرژي قومس 2

چکیده

ستم عملکردي پمپکاهش آب یلبه دلها اجراي طرح ممیزي انرژي در چاه سی صات شخ سطحی، تغییر م سبهاي ها، انتخاب نامنا

ها، عدم تناسـب الکتروموتور و پمپ و نداشـتن مدیریت بار و انرژي ضـرورت دارد. در این مقاله ابتدا پس از بررسـی و مطالعه پمپ

دبی -نیازها داراي راندمان بیشــتر و شــاخص قیمت ینتأمیک چاه نمونه و نیز جمعیت متناســب با این چاه، پمپ مناســبی که ضــمن

و در ادامه با دریافت اطالعات مربوط به مصــارف انرژي الکتریکی، یک برنامه مدیریت بار و باشــد، انتخاب گردیده يترکوچک

دو یا يجاهبتعرفه هاي اصالح منحنی بار، جایگزین نمودن کنتورهاي سهسایی، راهاست. این برنامه شامل نحوه پیک شدهیهتهانرژي

ــرفهتک ــل از اعمال برنامهجوییتعرفه و ص ــد. در پایان روشهاي مدیریت بار میهاي ریالی حاص ــرفهباش ي جویی در هزینههاي ص

ل دستیابی جویی قابانرژي مصرفی این چاه مطرح گردیده است. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر آن است که حداکثر رقم صرفه

74 ود حاصــل از این ممیزي حدود. این در حالی اســت که از دیدگاه ملی ســباشــدیممیلیون ریال 8براي این چاه حدود 92ســال

سال شودیممیلیون ریال تخمین زده شابه در صرف م شتن الگوي م صرفه 93. از طرف دیگر با فرض دا سود ملی به رقم جویی و

شود.میلیون ریال برآورد می 99و 10ترتیب حدود

دبی-سازي، چاه آب، انتخاب پمپ، شاخص قیمتممیزي انرژي، بهینه کلمات کلیدي:

مقدمه

گیري و پیشرفت جوامع صنعتی شناخته شده است. در طول یک دهه عوامل براي شکل ترینیاصلیکی از عنوانبهامروزه انرژي

یک صورتبههاي انرژي متداول مانند نفت و گاز طبیعی را در بازارهاي جهانی اخیر، کمیابی منابع انرژي با صرفه اقتصادي، حامل

راهم هاي انرژي فمندي کشورهاي صاحب منابع را از درآمدهاي زیاد و سرشار فروش حاملل کرده و زمینه بهرهبها تبدیکاالي گران

ناپذیري ها خسارات جبرانترین منابع انرژي برخوردار است، اما تلف کردن و استفاده نادرست از آنایران از غنی اگرچه آورده است.

میلیارد دالر تخمین 5کند. این هزینه، معادل تمام بودجه عمرانی کشور بوده و ساالنه حدود را به بودجه ساالنه کشور تحمیل می

محدودیت منابع فسیلی، رشد باالي مصرف انواع انرژي در ایران و احتمال خارج شدن ).1378 و همکاران خانیاست (رحیم شدهزده

کشورمان از جرگه صادرکنندگان نفت از اواخر قرن حاضر و بالطبع قطع درآمدهاي ناشی از صدور نفت و ... از عمده مسایل حائز

تأثیر جدي تحت طوربهروند توسعه کشور را ،هاي الزمبینیریزي و وجود قوانین و پیشاهمیتی هستند که در صورت عدم برنامه

از کل انرژي در فرآیندهاي سومیکقریب به ی و اقتصادي مصرف انرژي، هدر رفتفن ییکارااز سوي دیگر عدم .دهندقرار می

2

مصرف رورت مدیریتهاست ضناشی از آن، از دیگر معضالتی است که سال محیطییستزکننده انرژي و مشکالت فزاینده مصرف

).1389اي از مواخذ قانونی، آشکار ساخته است (مجموعه وري انرژي در کشور راانرژي و باال بردن بهره

هاي در اثر سوزاندن سوخت زیستیطمحآلودگی ،روند کنونی افزایش مصرف انرژي در جهان، بشر را با دو بحران بزرگ

ي توسعه اقتصادي و نیازهاترین پیشانرژي یکی از اساسی ینتأم ، روبرو کرده است.منابعپذیري این فسیلی و شتاب فزاینده در پایان

بهبود کیفی زندگی بشر است. روند صعودي مصرف انرژي در جهان همچنان ادامه دارد و در حال حاضر مصرف انرژي جهان معادل

یاز و افزایش جمعیت در جهان، ن توسعهدرحالکشورهاي صنعتی شدن اکثر روزافزونبا روند ده میلیارد تن نفت خام در سال است.

ته ارکان حیاتی یک جامعه وابس چنانآنامروزه به انواع مختلف انرژي مخصوصاً انرژي الکتریکی روز به روز در حال افزایش است.

ن حجم وسایل بیشتریتوان گفت به نیروي برق شده است که حتی تصور زندگی بدون برق براي انسان مشکل است. به جرات می

.)Thumman and Young, 2008(د دهنزندگی در جامعه امروز را وسایل برقی تشکیل می

ظرفیت کهیینجاازآباشد. یکی از اهداف استراتژیک بخش انرژي الکتریکی کشور، مصرف انرژي به شکل بهینه و مناسب آن می

رفیت موجود وري از ظباشد، لذا افزایش میزان بهرهگذاري در آن محدود میتولید انرژي الکتریکی با توجه به هزینه سنگین سرمایه

خواهد داشت. ه دنبالبگذاري در بخش تولید، انتقال و توزیع انرژي الکتریکی را هزینه و سرمایه ینهدرزمدر کشور تاثیر بسیار مطلوبی

حالیینعدرجویی اقدامات صرفه زهاي مدیریت بار و انرژي است. منافع ناشی اابزارهاي مطرح در این بخش، استفاده از روش یکی از

هاي کالن ذاريگهاي اقتصادي ناشی از عدم سرمایهگیري از فرصتکه به سود صنایع کشور است در ارتقا اقتصاد ملی و امکان بهره

).1388هد بود (بهرامی در بخش عرضه انرژي مفید خوا

سازي از سایر به دلیل محدودیت ناشی از عدم امکان ذخیره طورینهمگیري و کنترل بهتر و انرژي الکتریکی به دلیل قابلیت اندازه

هافیتظر ازپیشیشباول افزایش حلراهمتصور است. حلراهانواع انرژي متمایز است. در برابر رشد سریع مصرف برق عموماً دو

هاي ناهمگن با نیازهاي واقعی اقتصادي کشور است که با توجه به محدودیت است، این امر به مفهوم مصرف بیشتر منابع مالی در بخش

ارف حذف مص دیگریعبارتبهدوم عبارت است از تصحیح الگوي مصرف برق و حلراهباشد. پذیر نمیمنابع مالی عمالً امکان

نتهی تر منابع کشور مبه توزیع عادالنه حالیندرعکننده بوده و مصرف و ... که هم به سود مصرف جایی زمانیغیرضروري یا جابه

بنابراین ؛سازي الگوي مصرف با حفظ سطح رفاه یا تولید استهاي مدیریت مصرف برق به مفهوم تغییر و بهینهیکی از روش گردد.می

جویی در برق مصرفی برق داخلی صنایع)، صرفه یساتتأسکنترل رشد بار، تغییر شکل منحنی بار، استفاده از منابع اختصاصی (مثالً

نتایج مدیریت مصرف برق که از دیدگاه ).Pansini and Smalling, 1998اند (براي واحد تولید و ... همه در این مقوله

ذاري، رفع گبرق است از دیدگاه سیستم برق و اقتصاد عمومی کشور به مفهوم تقلیل مخارج سرمایهکننده کاهش هزینه مصرف

برق و افزایش کارایی و شدهتمام، کاهش قیمت 1هاي پخش اقتصادي قدرتزمینه کردنهاي موجود، فراهم محدودیت از ظرفیت

(بهرامی، تواند به یک سیاست توسعه اقتصادي منتهی گرددیم بلندمدتباشد. مدیریت مصرف برق در ضریب اطمینان سیستم برق می

1388.(

نه هاي اخیر تحقیقات فراوانی در زمیهاي پرمصرف انرژي الکتریکی هستند در سالواحد ازجملههاي پمپاژ روستایی سیستم

پوراییانهاي پمپاژ توسط لکزتگاهسازي و مدیریت مصرف انرژي در ایسسازي انرژي مصرفی این واحدها انجام شده است. بهینهبهینه

هاي پمپاژ بزرگ سازي مصرف انرژي در سیستمبهینه و همکاران . فتحی مقدم)1385 پور(لکزاییان مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت

1 Economic Dispatching

3

تند که با فو به این نتیجه دست یا دادهبرداري کنونی و شاخص راندمان فعلی مورد بررسی قرار را با مقایسه شاخص راندمان بهره

ابع آب برداري از منریزي در بهرههاي پمپاژ و همچنین اعمال مدیریت و برنامهبرداري مناسب از سیستماستانداردسازي طراحی و بهره

میلیارد 579جویی نمود و هزینه تولید برق را درصد در مصرف انرژي الکتریکی کل کشور صرفه 1/5توان ساالنه و انرژي کشور می

هاي پمپاژ شرکت آب و فاضالب روستایی موسوي و نظري با مطالعه ایستگاه .)1387 و همکاران (فتحی مقدم سال کاهش داد ریال در

و اصلطاهري .)1387(موسوي و نظري سازي کردندها را بهینهشهرستان لردگان، تولید، راندمان کاري و مصرف انرژي این ایستگاه

. )1388 همکاراناصل و (طاهري ها جهت کاهش تلفات انرژي پرداختندنیز به بررسی و مطالعه بهبود راندمان پمپ همکاران

با مطالعه موردي یک سیستم پمپاژ آب شهري روند مهندسی مجدد آن را در جهت ارتقا عملکرد ایستگاه همکاران نیزشهابی و نایبی

.)1390 همکارانشهابی و (نایبی اندلگوي مصرف ارائه کردهسازي مصرف انرژي و اصالح اپمپاژ، بهینه

يطقهمنیک چاه آب نمونه در تالش گردیده است تا با دریافت اطالعات مربوط به مصارف انرژي الکتریکی مقالهدر این

حوه ین برنامه شامل نو در ادامه یک برنامه مدیریت بار و انرژي تهیه شود. ا گردیدهتحلیل آن الگوي مصرف شهرستان گرمسار،

هاي ریالی یجویصرفهمیزان تعرفه و دو یا تک يجابهتعرفه هاي اصالح منحنی بار، جایگزین نمودن کنتورهاي سهسایی، راهپیک

باشد.هاي مدیریت بار میحاصل از اعمال برنامه

شرح مسئله

مده این بخش ع. سایر نقاط حاشیه این فالت را داراستبا مشابه يوهواآب کهمنطقه گرمسار قسمتی از فالت مرکزي ایران است

امل غییرات فصلی عوست. تا جوي يهاتراوشنوع خشک است که در آن میزان تبخیر بیش از يوهواآبقسمت از کشور ما داراي

م منطقه قسمت اعظ .باشدهاي این ناحیه بسیار گرم و خشک میو تابستان بودهتابش آفتاب در گرمسار زیاد ازجملهآب و هوائی

نابع آب م ازلحاظگرمسار . سرد و خشک است، گرم و خشک و در زمستان، گرم بیابانی یعنی در تابستان يوهواآبگرمسار داراي

. ارندها آبدهی دمنطقه وجود داشته که در حال حاضر نیز بعضی از آناین چندین رشته قنات در درگذشتهغنی است و یرزمینیز

کشی لهو آب لو شدهبراي امر کشاورزي استفاده غالباً شهرستان وجود دارد که این در سطح نیز نیمه عمیق فراوانیهاي عمیق و چاه

علیا را ها است که آب روستاي یاتريعلیا یکی از این چاه. یاتريگرددمی ینتأم حفرشدههاي از چاه نیز تمامی روستاهاي گرمسار

.دهدیممشخصات چاه آب این روستا را نشان 1جدول کند.می ینتأم

علیامشخصات چاه آب یاتري. 1 جدول

جمعیت

(نفر)

مشخصات پمپ دبی استحصالی

)lit/s(

هد پمپ

)m(

مخزن هوایی قدرت منصوبه

)kw( تعداد مدل نوع حجم

)m3(

30 50 1 165 33/8 8/293 شناور 257

تئوري حاکم

سپس پمپ داراي بهترین راندمان انتخاب ،ها محاسبه شدهراندمان پمپ هاي پیشنهاديمیان پمپجهت انتخاب پمپ مناسب از

شود:زیر محاسبه میگردد. راندمان پمپ از رابطه یم

)1( hp

p

4

آید:بدست می) 2رابطه ( از نیز یدرولیکیهباشند. توان می کیلووات برحسبتوان منصوبه پمپ pو یدرولیکیهتوان hp که در آن

)2( 6

3.6 10h

Q ghP

.باشندیممتر برحسبهد پمپ hدانسیته آب و مترمکعب بر ساعت، برحسبدبی استحصالی Qدر روابط فوق

که برابر با است 2دبی –شاخص قیمت ،ي انرژيسازنهیبهالزم جهت بررسی وضعیت چاه جهت ممیزي و يهاشاخصاز دیگر یکی

کند می باشد. در حقیقت این شاخص بیانمی مترمکعبریال بر آن واحدو بوده آب به دبی استحصالی شدهتمامحاصل تقسیم بهاي

برق براي هر مترمکعب آب چقدر بوده است. یعنی: يشدهپرداختکه هزینه

)3( PPF =هزینه مصرف روزانه

دبی روزانه (

Rial

m�)

توان نوشت:با استفاده از اطالعات موجود در قبوض برق می

هزینه مصرف روزانه )4( =هزینه مصرف

طول دوره=

� قیمت برقRialkwh

� × (kwh) مقدار مصرف

(day) طول دوره (

Rial

day)

دبی روزانه )5( =مصرف روزانه × دبی استحصالی

قدرت منصوبه=

(kwh)مقدار مصرف × ) دبی استحصالیm�

hr)

(day) طول دوره × (kwh)قدرت منصوبه (

m�

day)

:یجهدرنت

)6(

PPF =قیمت برق) × طول دوره)(مقدار مصرف × (قدرت منصوبه

مقدار مصرف)(طول دوره) × (دبی استحصالی ساعتی (

Rial

m�)

= ) قیمت برقRial

kwh) × �

(kw) قدرت منصوبه

) دبی استحصالی ساعتیm�

hr)�

که خود و تنها به قیمت انرژي برق و نوع پمپ بودهمستقل از میزان مصرف انرژي PPFتوان نتیجه گرفت شاخص می )6از رابطه (

هر PPF لذا اگر نمودار ،تابعی از عمق چاه و میزان نیاز هر روستا است، وابسته است. این شاخص ضریب ثابتی از قیمت انرژي است

یر اي قیمت انرژي تغیها یکسان خواهد بود، مگر آنکه در دورهاین نمودار براي تمامی دوره ،هاي مختلف رسم کنیمچاه را براي دوره

کرده و یا اینکه پمپ تعویض شده باشد.

نتایج و بحث

انتخاب پمپ مناسب

رصد د پنجد. نباشمختلف صنعتی، کشاورزي و صنعت آب و فاضالب میهاي هاي عمده در بخشکنندهها یکی از مصرفپمپ

شامل قیمت خرید و هزینه عملیاتی ،درصد هزینه کل در اختیار داشتن یک پمپ 90و بوده هاانرژي مصرفی صنایع مربوط به پمپ

یدرولیکی و ن و تغییر در سیستم هبرداري، گذشت زماانتخاب غیراصولی، تغییر شرایط بهره آن، مربوط به انرژي مصرفی پمپ است.

د.نگذار ریتأثتوانند بر روي عملکرد سیستم پمپاژ، راندمان پمپ و سیستم و در کل بر روي کل سیستم پمپاژ ... همگی می

2 Price per flow

5

از نظررفصهایی با ظرفیت و هد کمتر، انتخاب بهینه اندازه و نوع پمپ : طراحی سیستمازجملهتوان با استفاده از راهکارهایی می

مشخصات 2 جدول ).Karassik et al. 1986درصد کاهش داد ( 20مصرف انرژي پمپ را تا درازمدتقیمت آن، هزینه عملیاتی

ستی مصرف بای در روستاها تجربه نشان داده است که حالینباااست. را ارائه دادهمتناسب با دبی سرانه مصرف و هد را پمپ انتخابی

ارائه ذکرشدهبا توجه به موارد مشخصات این پمپ انتخابی را 3جدول گرفت.در نظر ر انتخاب پمپ نیز ددامداري و پرت آب را

کند.پمپ انتخابی متناسب با حداکثر دبی مصرفی و هد موجود را معرفی می نیز 4جدول داده و

انتخاب پمپ متناسب با دبی سرانه مصرف و هد .1 جدول

)lit/s(دبی مصرفی )m( هد پمپ (نفر) جمعیت مشخصات پمپ

مدل یدکنندهتول نوع

11/193 پمپیران شناور 69/3 165 708

ها و پرت آبانتخاب پمپ متناسب با دبی سرانه مصرف و هد با در نظر گرفتن دامداري .3 جدول

دبی مصرفی

)lit/s(

براي اضافه دبی مصرفی

دامداري عدد 9

آباحتساب پرت

درصد 30

مشخصات پمپ

مدل هیدکنندتول نوع

11/233 پمپیران شناور 86/1 63/0 69/3

انتخاب پمپ متناسب با حداکثر دبی مصرفی و هد موجود (بر اساس قرائت کنتور حجمی در اوج مصرف آب) .4 جدول

)lit/sحداکثر دبی مصرفی ( )mهد پمپ (

مشخصات پمپ

مدل یدکنندهتول نوع

11/233 پمپیران شناور 69/3 165

تجزیه و تحلیل مصارف انرژي

تجزیه و تحلیل شده است. پس از استخراج مقدار مصرف انرژي 92علیا در سال در این بخش مصارف انرژي الکتریکی چاه یاتري

رسم شده است. این نمودار متوسط ساعت کارکرد روزانه پمپ را در هر 1، نمودار شکل 92این چاه با استفاده از قبوض برق سال

تواند بهترین و بدترین می 1نمودار شکل باشد).ها یکسان نمیدهد. (توجه به این نکته ضروري است که طول دورهدوره نشان می

دهد. میرا شبا با انتقال انرژي به دوره نیمههکاهش هزینه در مورد مصرف انرژي و پتانسیل بعالوه دید کاملی کرده،دوره را مشخص

ب شو به نیمه هتوان از ساعات مصرف اوج و عادي کم نمودکند که در هر دوره چه مقدار میمشخص می یخوببهاین نمودار درواقع

توان نموداري ارائه کرد می ،ساعت در روز است 12و 8، 4شب و عادي به ترتیب طول زمان مصرف اوج، نیمه کهییازآنجا افزود.

شب و عادي اضافه شده است. یعنی تا حد ممکن از زمان اوج کم شده و به زمان نیمه ،که در آن ساعات کارکرد پمپ بهینه شده

د.ندهنحوه محاسبه ساعات کارکرد بهینه پمپ را نشان می 9تا 7 روابط

6

92هاي مختلف سال علیا در دورهکرد روزانه پمپ یاتريمتوسط زمان کار .1 شکل

)7( }T,8{mint n

)8( }tT,12min{t na

)9( ano ttTt

مدت otو مدت کارکرد بهینه در زمان عادي at، شبمدت کارکرد بهینه در نیمه nt، کل ساعت کارکردTدر روابط فوق

به ،که در آن ساعات کارکرد پمپ بهینه شده است 2با استفاده از روابط فوق نمودار شکل . باشندیم کارکرد بهینه در زمان اوج

توان گفت بهترین دوره، می 2و شکل 1دار شکل با مقایسه نتایج نمودهد. آید. این نمودار بهترین عملکرد پمپ را نشان میمی دست

بخش اعظم کارکرد زمان درواقعآن در این دو نمودار اختالف چندانی نداشته و شبیمهناي است که میزان کارکرد در زمان دوره

مگیر باشد.آن است که مقدار کاهش زمان کارکرد عادي و اوج آن چش نیز بدترین دوره .اوج به زمان عادي اضافه شده باشد

ر نمودار د ،باشد ماندهیباقشب یک دوره بدون استفاده شود که اگر بخش اعظم ظرفیت کارکرد در زمان نیمههمچنین مشاهده می

توان بیشترین . بعالوه با مقایسه این دو نمودار میه شودشب نهایت استفاده بردبهینه سعی شده است تا از ظرفیت موجود در زمان نیمه

ي ممکن را در هر دوره محاسبه نمود. براي این منظور کافی است اختالف بین کارکرد در زمان بهینه و زمان جویی روزانهفهمیزان صر

کنند که براي رسیدن به کارکرد ها بیان میآمده است. اعداد منفی در این جدول 6و 5ول ااین مقادیر در جد .آورد به دستواقعی را

ا ب کم شود و اعداد مثبت بیانگر افزایش زمان کارکرد جهت رسیدن به کارکرد بهینه است. موردنظربهینه باید از ساعت کارکرد

کاهش از کارکرد اوج و نیز مقدار افزایش به کارکرد اي است که مقدارتوان گفت بهترین دوره، دورهها میاستفاده از این جدول

ز کارکرد زیرا کم شدن همزمان ا؛ شب، کمتر از بقیه باشد. ضمناً به کارکرد عادي افزوده شده باشد نه اینکه از آن کم شده باشدنیمه

بهینه طورهبشب یت کارکرد در نیمهشوند و به عبارتی، از ظرفشب منتقل میعادي و اوج به این معناست این مقادیر به زمان نیمه

اي است که مقدار کاهش کارکرد عادي و کارکرد اوج و نیز مقدار افزایش کارکرد استفاده نشده است. بدترین دوره نیز دوره

0

4

8

ن ما

ز)

تاع

س(

مصرف عادي مصرف اوج مصرف نیمه شب

7

در هر جویی روزانه ممکن راتوان بیشترین میزان صرفه. می7جدول و 6شب بزرگ باشد. بعالوه با استفاده از اطالعات جدول نیمه

دوره محاسبه کرد.

92هاي مختلف سال علیا در دورهکارکرد بهینه پمپ یاتري. 2 شکل

(ساعت) 92هاي مختلف سال از دوره هرروزکارکرد بهینه و کارکرد واقعی در زمانمدتاختالف .5جدول

ششم پنجم چهارم سوم دوم اول دوره

-02/3 -12/1 -39/1 -26/3 -06/4 -11/3 مصرف عادي

-39/2 -69/2 -57/2 -94/1 -59/1 -95/0 مصرف اوج

5/42 81/3 96/3 20/5 66/5 06/4 شبمصرف نیمه

(ساعت) 92هاي مختلف سال از دوره هرروزکارکرد بهینه و کارکرد واقعی در زمانمدتاختالف .6 جدول

دوازدهم یازدهم دهم نهم هشتم هفتم دوره

-36/4 -02/1 -8/3 -4/4 -57/3 -81/2 مصرف عادي

-61/1 -74/4 -67/1 -53/1 -93/1 -14/2 مصرف اوج

6 77/5 46/5 93/5 51/5 95/4 شبمصرف نیمه

92جویی سال محاسبه حداکثر صرفه

دهد. این مقادیر از نشان می 92هاي مختلف سال علیا را در دورهجویی ریالی روزانه ممکن براي چاه یاتريحداکثر صرفه 7جدول

هاي جوییاز مجموع تمام این صرفه 92جویی در سال کل صرفه یجهدرنتآمده است. به دستي بهینه و واقعی تفاضل هزینه روزانه

هزینه هر کیلووات ساعت ذکرشدهریال است. الزم به ذکر است که در محاسبه مقادیر 7989397آید که معادل می به دستماهانه

0123456789

10

ن ما

ز)

تاع

س(

مصرف عادي مصرف اوج مصرف نیمه شب

8

با داشتن نگاهی کالن در ریال در نظر گرفته شده است. 5/77شب ریال و در زمان نیمه 310ریال، در زمان اوج 155ر زمان عادي د

توان رقم سود حاصل از فروش برق مازاد در زمان اوج به کشورهاي همسایه را با در نظر گرفتن قیمت صادراتی مینیز افق اقتصاد ملی

جویی از دیدگاه ملی به شمار ریال تخمین زد. این رقم سود ملی همان صرفه 76468000وات ساعت برق براي هر کیلو 3سنت 10

آید.می

علیابراي چاه یاتري ايجویی ریالی روزانه و دورهحداکثر صرفه .7جدول

طول دوره دوره جویی روزانهحداکثر صرفه

(ریال)

جویی حداکثر صرفه

اي (ریال)دوره

4/499148 23/13865 36 اول

514043 72/20561 25 دوم

1/67592 9/53/21122 32 سوم

6/656158 41/21166 31 چهارم

7/662697 34/21377 31 پنجم

1/66429 86/23724 28 ششم

8/79394 16/21457 37 هفتم

6/544558 34/21782 25 هشتم

7/774297 96/20926 37 نهم

8/552332 77/29456 27 دهم

56/21350 6/22096 34 یازدهم

7/44836 56/21350 21 دوازدهم

ریال 7989397 92جویی سال حداکثر صرفه

درصد 39 جوییدرصد صرفه

ریال 76468000 92جویی از دید ملی سال صرفه

ریال 10386216 93جویی سال بینی حداکثر صرفهپیش

ریال 99408400 93جویی از دید ملی سال بینی صرفهپیش

پذیر تی امکانهاي آجویی در سالبینی دقیق رقم صرفهاست. لذا پیش هرسال، تابعی از میزان مصرف شدهمحاسبههاي جوییرقم صرفه

درصدي هزینه برق 30با در نظر گرفتن نرخ رشد بوده و 92هاي آینده مشابه سال با فرض آنکه الگوي مصرف در سال .باشدنمی

.نمودبینی ریال پیش 10386216 برابر 93جویی ساالنه را براي سال توان رقم صرفهمی ،نسبت به سال گذشته

)http://www.tasnimnews.com/Home/Single/149139( 92مهر 3ر عامل توانیر در تاریخ بنا به اعالم مدی 3

9

جویی از توان رقم صرفهبراي هر کیلووات ساعت می 4سنت 13به 93عالوه بر این با توجه به افزایش قیمت صادراتی برق در سال

.نمودریال برآورد 99408400، 93دیدگاه ملی را براي سال

با توجه به حجم مخزن 92جویی سال محاسبه حداکثر صرفه

ترین زینههکه براي داشتن کم نمودتوان بررسی محدودیت حجم مخزن نادیده گرفته شده است. اکنون می قبلدر محاسبات بخش

شب، نیمه عی در زمانکارکرد بهینه و کارکرد واق زمانمدتکارکرد چه مخزنی مناسب است. براي این کار کافی است اختالف بین

جم مورد نیاز کنیم تا حسپس بیشترین مقدار در بین این تفاضالت را در دبی استحصالی پمپ ضرب می .اوج و عادي محاسبه شود

ساعت است که از ضرب این مقدار در دبی استحصالی چاه 8/5علیا این مقدار ماکزیمم برابر براي چاه یاتري مخزن محاسبه شود.

شود. هزینه خرید مخزنی با این ظرفیت در مقایسه با رقم مترمکعب حاصل می 174 یازموردنرمکعب بر ساعت، حجم مت 30یعنی

نخواهد صرفهبهمقرونعلیا و تعویض مخزن چاه یاتري بودهبسیار بزرگ 92هاي انرژي سال ریالی در هزینه 7989397جویی صرفه

ویی جبرداري را از چاه داشته باشیم. حال پتانسیل صرفهترین بهرههزینهد که بتوان کمدهبود. در حقیقت حجم پایین مخزن اجازه نمی

50با توجه به اینکه گنجایش مخزن کنیم.علیا را با توجه به ظرفیت مخزن این چاه بررسی میهاي انرژي مصرفی چاه یاتريدر هزینه

براي تعیین بیشترین شود.ساعت ذخیره می 67/1ب در مدت آمترمکعب بر ساعت است این حجم 30مترمکعب و دبی استحصالی

گیریم:) دو حالت زیر را در نظر میtجویی متناسب با حجم مخزن، پس از محاسبه زمان پر شدن مخزن (مقدار صرفه

گردد. البته و بقیه به زمان عادي منتقل می شبیمهنساعت از اوج به t: که در این حالت tکارکرد زمان اوج بیشتر از زمان )الف

شب و عادي تجاوز نکند.مشروط بر آنکه از ظرفیت زمان نیمه

شب: در این حالت همه کارکرد اوج و بخشی از کارکرد زمان عادي تا جایی که ظرفیت نیمهtتر از زمان ب) کارکرد زمان اوج کم

گردد.منتقل می شبیمهناجازه دهد به

)10( 1

min{ ,8 }T t p

)11( 2 1

min{ , }T T r q

)12( 3 1

min{ ,12 , }T r T q t

کارکرد در زمان اوج زمانمدت rکارکرد در زمان عادي و زمانمدت q، شبیمهنکارکرد در زمان زمانمدت pفوق روابطدر

عبارت است:جویی روزانه ها مبلغ صرفهبراي تمامی دوره یجهدرنتاست.

)13( 1 3 1

2. .

T x T z if r TF

rx T y o w

اختالف قیمت zو شبیمهناختالف قیمت عادي و y، شباختالف قیمت اوج و نیمهx، جوییمیزان کل صرفه Fفوق روابطدر

میزان 8کند. جدول علیا را با توجه به حجم مخزن محاسبه میجویی براي چاه یاتري) حداکثر صرفه13رابطه (. باشندیم عادي و اوج

دهد.با احتساب حجم مخزن نشان می را جوییصرفه

ود. البته شآب متحمل می مترمکعباي است که شرکت آب و فاضالب براي هر بیانگر هزینه برق روزانه درواقعدبی -شاخص قیمت

ت، توزیع آب و ... آال، ماشینیساتتأسهاي مرتبط با و شامل هزینه بودهاین هزینه تنها مربوط به انرژي مصرفی براي آبگیري و پمپاژ

)http://www.sabainfo.ir/fa/news( 93آبان 24بنا به اعالم قائم مقام وزیر نیرو در 4

10

اي انتخاب شده باشد که نسبت قدرت منصوبه به دبی استحصالی کمترین مقدار ممکن باشد، مبلغی گونهشود. حال اگر پمپ بهنمی

92و 91مقدار این شاخص در سال آب و فاضالب براي پمپاژ کردن باید بپردازد نیز حداقل مقدار ممکن خواهد بود.که شرکت

که مشاهده طورهمان آمده است. 9) محاسبه و در جدول 6هاي پیشنهادي طبق رابطه (با پمپ کنونی و پمپ علیابراي چاه یاتري

این نشان .مشابه است 92و 91شب در سال ترمکعب آب در زمان عادي، اوج و نیمهبرق براي هر م يشدهپرداختشود هزینه می

مپی با توان علیا که پبعالوه این شاخص براي چاه یاتري دهد که پمپ و نیز هزینه انرژي در طی این دو سال بدون تغییر مانده است.می

هاي پیشنهادي مدل بر قیمت انرژي برق است اما براي پمپمترمکعب بر ساعت دارد دقیقاً برا 30کیلووات و دبی استحصالی 30

توان گفت تعویض در حقیقت می برابر قیمت انرژي است. 88/0و 1/1، 81/0این شاخص به ترتیب 12/233و 11/233، 11/193

ي روزانهدرصدي در هزینه برق 12و 19به ترتیب موجب کاهش 12/233و 11/193هاي مدل پمپ کنونی با هر یک از پمپ

شود.آب می مترمکعبپرداختی توسط شرکت آب و فاضالب براي هر

علیا با احتساب حجم مخزنبراي چاه یاتري ايجویی ریالی روزانه و دورهحداکثر صرفه .8 جدول

طول دوره دورهجویی حداکثر صرفه

روزانه (ریال)

جویی حداکثر صرفه

اي (ریال)دوره

288284 88/8007 36 اول

5/274972 9/10998 25 دوم

1/403696 5/12615 32 سوم

7/481773 1/15541 31 چهارم

2/499211 6/16103 31 پنجم

450912 16104 28 ششم

8/501121 8/1354 37 هفتم

9/314206 28/12568 25 هشتم

8/396496 13/10716 37 نهم

306125 96/11337 27 دهم

5/395173 75/11622 34 یازدهم

7/232284 2/11061 21 دوازدهم

ریال 4779526 92جویی سال حداکثر صرفه

درصد 24 جوییدرصد صرفه

ریال 76468000 92جویی از دید ملی سال صرفه

ریال 6576557 93جویی سال بینی حداکثر صرفهپیش

ریال 99408400 93جویی از دید ملی سال بینی صرفهپیش

11

و تنها تابع قیمت برق، دبی استحصالی و قدرت منصوبه بودهمستقل از مقدار مصرف PPF شاخص ،که قبالً بیان شد طورهمان

را براي شدهزدهتخمین PPFشاخص 10تخمین زد. جدول 94و 93هاي توان مقدار این شاخص را براي سالمی یجهدرنتباشد. می

دهد.هاي پیشنهادي نشان میبا پمپ کنونی و پمپ 94و 93هاي سال

هاي پیشنهاديبا پمپ کنونی و پمپ 92و 91علیا در سال چاه یاتري PPFشاخص . 9 جدول

شبنیمه اوج عادي زمان پمپ

8/293 PPFشاخص

)Rial/m3(

5/77 310 155 91سال

5/77 310 155 92سال

11/193 PPFشاخص

)Rial/m3(

97/62 88/25 94/125 91سال

97/62 88/25 94/125 92سال

11/233 PPFشاخص

)Rial/m3(

25/85 341 5/170 91سال

25/85 341 5/170 92سال

12/233 PPFشاخص

)Rial/m3(

2/68 8/272 4/136 91سال

2/68 8/272 4/136 92سال

هاي پیشنهاديبا پمپ کنونی و پمپ 94و 93علیا در سال براي چاه یاتري شدهزدهتخمین PPFشاخص .10 جدول

شبنیمه اوج عادي زمان پمپ

8/293 PPFشاخص

)3Rial/m(

75/100 403 5/201 93سال

98/130 9/523 95/261 94سال

11/193 PPFشاخص

)3Rial/m(

86/81 44/327 72/163 93سال

42/106 67/425 83/212 94سال

11/233 PPFشاخص

)3Rial/m(

83/110 3/443 65/221 93سال

07/144 29/576 15/288 94سال

12/233 PPFشاخص

)3Rial/m(

66/88 64/354 32/177 93سال

26/115 03/461 52/230 94سال

گیرينتیجه

شدهرداختهپ راه یاتري گرمساردر روستاي سهآن مطالعه موردي وممیزي انرژي یک سیستم پمپاژ آب روستایی در این تحقیق به

:عبارتند ازخالصه صورتبهنتایج این تحقیق ینترمهماست.

هاي ریال در هزینه 7989397جویی ساالنه معادل صرفه %39 مندي ازبهره باعث که اولویت دادن به ساخت و یا خرید مخزن .1

شود.ریال تخمین زده می 76468000سود ساالنه حاصل از فروش برق مازاد در زمان اوج معادل . عالوه بر این، شدانرژي خواهد

جویی را به درصد صرفه 24حدود کهباري) تنظیم برنامه کاري تجهیزات انرژي جهت استفاده از نرخ مخفف شب (ساعت کم .2

.خواهد بودریال میلیون 76 حدودزمان اوج سود ساالنه حاصل از فروش برق مازاد در خواهد داشت. در این حالتدنبال

12

ي که اهایی که ضمن جوابگویی نیاز روزانه، نسبت قدرت به دبی استحصالی کمتري داشته تا هزینه برق روزانهاستفاده از پمپ .3

راي علیا بکاهش یابد. این شاخص براي چاه روستاي یاتري ،شودآب متحمل می مترمکعبشرکت آب و فاضالب براي هر

باشد.برابر قیمت انرژي براي هر کیلووات ساعت می 81/0و 88/0به ترتیب برابر 11/193و 12/233هاي مدل پمپ

آب براي شرکت آب مترمکعبیک يشدهتمامدرصدي بهاي 19که سبب کاهش 11/193تعویض پمپ کنونی با پمپ مدل .4

گردد.و فاضالب می

قدردانی

آبفار یساتأستدر هایارانهانرژي در راستاي هدفمندي سازيینهبهممیزي و "عنوان نتایج این تحقیق برگرفته از طرح پژوهشی تحت

بین شرکت مهندسی پویا فناوران انرژي 27/4/91مورخ 3796/270/91به شماره قرارداد "روستاهاي شهرستان گرمسار)(استان سمنان

ر خود را مراتب تشک دانندیمقومس و شرکت آب و فاضالب روستایی استان سمنان بوده است. نویسندگان این مقاله بر خود الزم

.در اختیار قرار دادن اطالعات الزم اعالم نمایندپشتیبانی و همچنین استان سمنان براي روستایی از شرکت آب و فاضالب

مراجع

جویی انرژي ). صرفه1388( .زاده، کیانطبري، غالمرضا نجفزاده، محمدعلی، قهارپور، محمودرضا، کبریاییبهرامی، حسین؛ شفیع

وري انرژي ایران (سابا).سازمان بهره-هاي الکتریکی. تهران، وزارت نیرودر سیستم

جویی و اصول مدیریت انرژي. تهران، وزارت ). مبانی صرفه1378سقطی، اصغر، و محمدیه، علیرضا (خانی، محمدعلی؛ حاجرحیم

وري انرژي ایران (سابا).سازمان بهره-نیرو

هاي ). ممیزي و مدیریت انرژي سیستم پمپاژ چاه1388طاهري اصل، احمدرضا؛ صادقی، نوربخش؛ صادقی، اکبر؛ شیروي، ابراهیم. (

آب شرب، هفتمین همایش ملی انرژي، تهران

هاي پمپاژ بزرگ، سومین کنفرانس سازي مصرف انرژي در سیستم). بهینه1387دم، منوچهر؛ آرمان، علی؛ بهنیا، عبدالکریم. (فتحی مق

مدیریت منابع آب، دانشگاه تبریز.

برداري در بخش آب و هاي پمپاژ در همایش ملی بهرهسازي مصرف انرژي در ایستگاه). بهینه1385لکزاییان پور، غالمحسین (

فاضالب.

وري انرژي ایران (سابا).. تهران، سازمان بهره1389سازي مصرف انرژي در کشور. اي از: مواخذ قانونی و راهبردهاي بهینهمجموعه

هاي پمپاژ شرکت آب و ). بررسی میزان تولید، راندمان کارکرد و ممیزي انرژي ایستگاه1387موسوي، مجتبی؛ نظري، ابراهیم. (

و برداري، تهران، دانشگاه صنعت آبشهرستان لردگان، دومین همایش ملی آب و فاضالب با رویکرد بهرهفاضالب روستایی

برق.

). مهندسی مجدد سیستم پمپاژ آب شرب شهري 1390زاده، اسالم؛ حیدرلو، محمدرضا؛ نایبی شهابی، مهیار. (نایبی شهابی، مینا؛ دایی

تهران.(مطالعه موردي)، هشتمین همایش ملی انرژي،

Karassik, I.J., Krutzsch, W.C., Fraser, W.H. and Messina, J.P. (2001). Pump Handbook (vol.3), New York: McGraw-Hill.

Pansini, A.J. and Smalling, K.D. (1998). Guide to Electric Load Management, Pennwell Books. Thumann, A. and Younger, W.J. (2008). Handbook of energy audits, The Fairmont Press, Inc.