مدل سازی سه بعدی پمپ حرارتی با منبع زمینی افقی و بررسی تاثیر پارامترهای مختلف هندسی

به دلیل تغییرات کم دمای نزدیکی سطح زمین در طول سال، زمین میتواند به عنوان چشمه/چاه حرارتی به کار رود. ازاینرو در سالهای اخیر در راستای بهره وری از این پتانسیل حرارتی زمین و جهت صرفه جویی مصرف انرژی در حوزه سیستمهای تهویه مطبوع استفاده از پمپ های حرارتی با منبع زمینی مورد استقبال قرارگرفته اند. در این سیستم ها از مبدلهای حرارتی که درون زمین قرارگرفته اند جهت انتقال گرما از پمپ حرارتی به زمین یا برعکس استفاده میشود. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار فلوئنت به مدلسازی عددی مبدل زمینی افقی خطی با سیال کاری آب پرداخته شده است. شبیه سازی برای یک لوله افقی مدفون در زمین برای شرایط آب و هوایی بندر عباس در بازهای یکساله انجام شده است. دمای آب خروجی با نتایج تجربی و تحلیلی مقایسه شد و تطابق خوبی بین نتایج مشاهده شد. با استفاده از دمای آب خروجی، عملکرد پمپ حرارتی با منبع زمینی توسط رابطه ای تجربی به دست آمده شد. تاثیر پارامترهای مختلف هندسی مبدل زمینی ازجمله: عمق، فاصله و طول لوله ها بر بیشینه بار سالانه ساختمان که هر لوله میتواند تامین کنند به ازای عملکرد یکسان سالانه پمپ حرارتی بررسی شده است. نتایج نشان داد فاصله لوله ها بیشترین تاثیر و طول لوله مورد نیازتقریبا رابطه ای خطی با بیشینه بار ساختمان دارد.

کلیدواژه ها:

پمپ حرارتی با منبع زمینی ، مبدل خطی افقی ، مدلسازی سه بعدی