ارزیابی هیدروژئولوژیکی سیستم پمپ حرارتی مجهز به منبع آب زیرزمینی (GWHP)

زمینه و هدف: پمپ حرارتی مجهز به منبع آب زیرزمینی که در آن از دمای ثابت آب­های زیرزمینی در قالب منبع انرژی پاک و قابل تجدید برای گرمایش و سرمایش استفاده می­شود، راهکاری برای ذخیره انرژی و کاهش تولید دی­اکسید کربن می­باشد. بدین منظور آب زیرزمینی، توسط چاه پمپاژ استخراج شده و پس از عبور از مبدل حرارتی و انجام تبادلات گرمایی از طریق چاه تزریق به آبخوان بازگردانده می­شود. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی هیدروژئولوژیکی پمپ حرارتی مجهز به منبع آب زیرزمینی (GWHP) می­باشد که در سال ۱۳۹۴ انجام شده است. روش­ بررسی: نظر به مشابهت معادلات حاکم بر انتقال جرم و گرما در محیط متخلخل، کد تخصصی مدل­سازی انتقال جرم MT۳DMS، با رویکرد بررسی انتقال حرارت درآب­زیرزمینی به­کار گرفته شده و شبیه سازی جریان آب زیرزمینی و انتقال حرارت انجام شده است. یافته­ها: نتایج نشان می­دهد آب تزریق شده به سفره، به­علت تبادل انرژی در سیستم پمپ حرارتی، موجب تشکیل هاله حرارتی در اطراف چاه تزریق می­شود. وجود این هاله به­عنوان نشانگر تاثیرگذاری دمای آب تزریق شده بر آبی که به عنوان منبع در زیرزمین وجود دارد تلقی می­گردد. میزان بزرگی هاله از نظر انتقال حرارت و نهایتا کارآیی سیستم مطلوب نبوده و وسعت و جهت حرکت آن به­طور مستقیم تحت تاثیر پارامترهای هیدروژئولوژیکی می­باشد. بحث و نتیجه­گیری: بر اساس نتایج واضح مدل­سازی، با تغییر پارامترهای هدایت هیدرولیکی وابسته به نوع رسوبات در محیط متخلخل، شیب هیدرولیکی و تخلخل، وسعت هاله حرارتی دچار تغییر شده که می­تواند عملکرد پمپ حرارتی را تحت تاثیر قرار دهد. از نتایج می­توان جهت به­کارگیری این سیستم در کشور با توجیه پذیری فنی – اقتصادی استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

پمپ حرارتی آب زیرزمینی ، شبیه سازی گرما ، GWHP ، MT۳DMS