محمد مزیدی شرف آبادی - استادیار، مهندسی مکانیک، پژوهشکده توسعه و بهینه سازی فناوری های انرژی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران
امیر نصیری - دانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب، تهران، ایران
حسین قرایی - دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس فنی دانشگاه تهران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

پمپ های حرارتی زمین گرمایی از جمله فناوری های رو به رشدی هستند که در جهت استحصال انرژی برای مصارف مختلف به صورت گسترده استفاده می شوند. از جمله دلایل این کاربرد رو به رشد می تواند عواملی همچون بازدهی بالا، قابلیت چشمگیر در ذخیره انرژی و هزینه عملیاتی اندک باشد. در این مقاله، نوعی از پمپ حرارتی زمین گرمایی مطالعه خواهد شد که مبدل حرارتی زمینی آن در شمع بتونی ساختمان تعبیه شده است. استفاده از شمع های ساختمانی که به ستون انرژی نیز معروفند هزینه های حفاری چاه های گمانه متداول را کاهش می دهد. در این مطالعه برای ارزیابی و درک چگونگی عملکرد ستون های انرژی از دینامیک سیالات محاسباتی استفاده می شود و تاثیر پارامترهایی نظیر ضریب هدایت حرارتی ستون، قطر ستون، قطر لوله و تعداد حلقه های ستون با استفاده از آن بررسی می شوند. نتایج نشان می دهند افزایش در هر یک از این پارامترها منجر به افزایش بازدهی پمپ حرارتی زمین گرمایی می شود. علاوه بر این، افزایش تعداد حلقه های ستون می تواند بر افت فشار و همچنین مقدار توان مورد نیاز برای به جریان در آوردن سیال تاثیرگذار باشد. نتایج به دست آمده از این پژوهش می توانند برای طراحی یا بهینه سازی عملکرد پمپ های حرارتی زمین گرمایی با مبدل حرارتی زمینی جاسازی شده در شمع های بتنی ساختمان، استفاده شوند.

پمپ حرارتی زمین گرمایی, شمع بتونی ساختمان, ستون انرژی, مبدل حرارتی زمینی