مدلسازی عددی برای تحلیل پارامترهای گوناگون مبدل حرارتی زمینی به ‏منظور افزایش عملکرد هیت پمپ زمین‏ گرمایی

نویسندگان

1 گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

2 گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

doi
10.22059/ses.2023.351256.1017
چکیده

انتقال حرارت بین مبدل حرارتی زمین‌گرمایی و خاک در سیستم‌های هیت پمپ زمین‌گرمایی نقش اساسی در بازده کلی سیستم دارد. از این‌رو، در این مقاله با اضافه کردن موادی با ضریب انتقال حرارت بالا در مبدل‌های حرارتی عمودی مارپیچ، اثر آن‏ها روی بازده و دمای خروجی مبدل حرارتی بررسی شد. مقالۀ حاضر با استفاده از محیط COMSOL شبیه‏سازی عددی را برای مدل 1 بعدی-3 بعدی پمپ‏های حرارتی زمین‌گرمایی در حالت خنک‏کننده ارائه می‏کند. به خلاف مدل‌های مارپیچی رایج، این مدل با عمق کم و قطر زیاد با میله‌های فلزی مخصوص (Fins) طراحی شده است. لولۀ مارپیچ شبیه‌سازی‌شده دارای عمق 10 متر و قطر 1 متر است. به منظور جبران کاهش انتقال حرارت ناشی از عمق کمتر، تأثیر پارامترهای مختلف از جمله گام، هدایت حرارتی بر عملکرد حرارتی بررسی شده است . همچنین، به عنوان یک نوآوری، نوعی طرح نوآورانه متشکل از انواع متنوع میله‌های آلومینیومی افقی (Fins) در خاک متصل به لوله کاملاً (Finned pipe) مدل‌سازی شده است. پره‌ها نه تنها لوله را در داخل زمین محکم نگه می‌دارند، بلکه سرعت انتقال حرارت را به دلیل افزایش مساحت و سیستم هدایت حرارتی بالا تا 31 درصد بهبود می‌بخشند.  [r1]؟؟؟