تحلیل عملکرد سیستم گرمایش ساختمان توسط پمپ ‌حرارتی منبع زیر‌زمینی و گردآورنده فتوولتائیک حرارتی

نویسندگان

1 مدیر گروه مهندسی مکانیک گروه مهندسی مکانیک دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 گروه مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان

doi
10.22060/mej.2019.15105.6025
چکیده

در پژوهش حاضر به تحلیل عملکرد سیستم گرمایش ساختمان مجهز به پمپ حرارتی منبع زیرزمینی و گردآورنده فتوولتائیک حرارتی پرداخته شده است. اجزاء سیستم مورد مطالعه شامل منبع کروی زیرزمینی، گردآورنده فتوولتائیک حرارتی و پمپ  حرارتی می‌باشد. بررسی عملکرد سیستم ترکیبی از دو منظر انرژی و اکسرژی صورت گرفته است. توسط توسعه موزانه انرژی برای اجزاء مختلف سیستم روابطی تحلیلی برای محاسبه دمای آب منبع کمکی، دمای سلول خورشیدی، دمای صفحه جاذب و نرخ حرارت جذب شده گردآورنده فتوولتائیک حرارتی به دست آمده است. توان الکتریکی خروجی مدول فتوولتائیک توسط مدل الکتریکی چهار پارامتری جریان-ولتاژ محاسبه شده است. با نوشتن موازنه اکسرژی برای اجزاء مختلف سیستم برگشت ناپذیری آنها مشخص شده است. نتایج شبیه‌سازی تحقیق حاضر در توافق خوبی با داده‌های آزمایشگاهی تحقیقات پیشین می‌باشد. بررسی نتایج نشان می‌دهد که برای تعداد گردآورنده 65 عدد و دبی جرمی 25 / 0 کیلوگرم بر ثانیه راندمان انرژی و اکسرژی حداکثر می‌باشد. کاهش حجم منبع کاهش دمای آب منبع کمکی را به دنبال دارد. افزایش 30 درصدی تعداد گردآورنده‌های فتوولتائیک حرارتی افزایش 25 درصدی دمای آب را سبب می‌شود. بیشترین و کمترین دمای آب منبع کمکی به ترتیب در زمینی از جنس سنگ ریزه زبر و گرانیت مشاهده شد.