پارامترهای طراحی سامانه مبدل حرارتی هوا-زمین با سطح مقطع مربعی - مطالعه موردی: گلخانه

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک بیوسیستم دانشگاه تهران پردیس ابوریحان

2 دانشیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

3 دانشیار پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 استاد دانشکده مهندسی کشاورزی و بیولوژیکی، دانشگاه پوردو، لفایت، ایالات متحده امریکا

doi
10.22092/erams.2019.126401.1313
چکیده

در میان انرژی­های تجدیدپذیر، انرژی زمین­گرمایی به دلیل اینکه محدود به فصل، زمان و شرایطی خاص نیست، نسبت به سایر انواع انرژی­های تجدیدپذیر برتری دارد. از جمله کاربردهای انرژی زمین­گرمایی، استفاده از گرمای زمین در سطوح کم­عمق مانند مبدل حرارتی هوا-زمین (EAHE) است که به عنوان روشی نوین و مؤثر برای پیش­گرم کردن هوا در زمستان و پیش­سرد کردن در تابستان استفاده می‌شود. در این پژوهش، طراحی یک مبدل EAHE برای یک واحد گلخانۀ تجاری به منظور تأمین گرما یا سرما بررسی شده است. برای بررسی اثر پارامترهای اصلی مانند قطر، طول، سرعت جریان هوا، و توان فن و بازدۀ سامانه، مدلی یک بعدی از سامانۀ EAHE توسعه داده شد. با توجه به اینکه رابطه­ای مستقیم بین تعداد واحدهای انتقال (NTU) و بازدۀ سامانه (ɛ) مشاهده شده­است، می­توان به ­منظور به­ دست آوردن NTU مناسب و بازده مورد نظر، با به ­کارگیری روش­های متعدد به ساخت یک مبدل حرارتی هوا-زمین پرداخت و طراحی سامانۀ EAHE را به سمتی هدایت کرد که این دو پارامتر با مقادیر مورد نظر تأمین شوند. با مدل ارائه شده در این مطالعه به سادگی می‌توان اثر پارامترهای اصلی را به عنوان فاکتورهای مؤثر در طراحی، بدون اتلاف انرژی و زمان، بررسی کرد.