Dynamic simulation of a qanat source heat pump in different climatic conditions

سال انتشار: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 175

فایل این مقاله در 18 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_EES-10-3_007

تاریخ نمایه سازی: 25 مهر 1401

چکیده مقاله:

In this study, the year-round thermal performance of a qanat source heat pump in supplying the required cooling and heating loads of a case study building is investigated. Using TRNSYS software, dynamic simulation of the proposed system is performed in three climate zones including Hot/Dry, Cold/Dry, and Hot/Humid. The heat pump and helical coil heat exchanger inside the qanat water are mathematically modeled in MATLAB, and then, coupled to TRNSYS model to evaluate the system transient performance. It is found that the free energy ratio of the qanat source heat pump Hot/Dry climate zone is on average ۲۱.۶% higher than compared to that of the air source heat pump. In cold months, by increasing the temperature of the inlet fluid to the helical coil heat exchanger inside the qanat, the system coefficient of performance increases ۱۵%. The increase of the energy efficiency ratio of the system in the warm months is ۷.۷%. It is also found the highest coefficient of performance and the lower energy efficiency ratio of the system is obtained in the Hot/Humid climate zone in comparison with the other zones; so that, the energy efficiency ratio of the system in the Cold/Dry and Hot/Dry zones is ۴۸% and ۵۸% higher than that in the Hot/Humid zone, respectively. The annual FER of ۶۳.۴%, ۶۳.۱%, ۵۶.۸%, and ۵۳.۳% are obtained in Hot/Dry (Kerman), Cold/Dry (Mashhad), Hot/Dry (Tehran), and Hot/Humid (Bandar Abbas), respectively. These findings suggest that the building energy consumption significantly reduces using the QSHP in all climatic conditions.

کلیدواژه ها:

Qanat Source Heat Pump ، Helical Coil Heat Exchanger ، Dynamic simulation ، Climatic Conditions ، TRNSYS

نویسندگان

Maryam Karami

Department of Mechanical Engineering Faculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran

Hajar Abdshahi

Department of Mechanical Engineering Faculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • DeForest N, Shehabi A, Selkowitz S, Milliron DJ (۲۰۱۷) A ...
  • Spitler JD, Mitchell MS (۲۰۱۶) Surface water heat pump systems, ...
  • Büyükalaca TYO, Ekinci F (۲۰۰۳) Experimental investigation of Seyhan River ...
  • Yu J, Zhang H, You S, Dong L (۲۰۱۲) Heat ...
  • Fei L, Pingfang H (۲۰۱۲) Energy and Exergy Analysis of ...
  • Zheng W, Zhang H, You S, Yu T (۲۰۱۶) Heat ...
  • Zheng W, Ye T, You S (۲۰۱۵) The thermal performance ...
  • Athresh AP, Al-Habaibeh A, Parker K (۲۰۱۶) The design and ...
  • Liu Z, Tan H, Lia Z (۲۰۱۷) Heating and Cooling ...
  • Al-Habaibeh A, Athresh AP, Parker K (۲۰۱۸) Performance analysis of ...
  • Wang H, Duan H, Chen A (۲۰۱۸) Energy saving analysis ...
  • Nam Y, Ooka R (۲۰۱۰) Numerical simulation of ground heat ...
  • Liang J, Yang Q, Liu L, Li X (۲۰۱۱) Modeling ...
  • Kim J, Nam Y (۲۰۱۶) A Numerical Study on System ...
  • Schibuol L, Scarpa M (۲۰۱۶) Experimental analysis of the performances ...
  • Amiri L, Madadian E, Hassani FP (۲۰۱۹) Energo- and exergotechnical ...
  • Maddah S, Deymi-Dashtebayaz M, Maddah O (۲۰۲۰) ۴E analysis of ...
  • Mostafaeipour A (۲۰۱۰) Historical background, productivity and technical issues of ...
  • Soroush M, Mehrtash A, Khazraee E, Ur JA (۲۰۲۰) Deep ...
  • Delfani S, Esmaeelian J, Karami M (۲۰۲۱) Experimental investigation on ...
  • Standard, ASHRAE (۲۰۱۳). Standard ۹۰.۱-۲۰۱۳. Energy Standard for Buildings Except Low-Rise ...
  • Cengel Y, Boles M (۲۰۱۴) Thermodynamics: An Engineering Approach, McGraw-Hill Education, ...
  • Valizade L (۲۰۱۴) Ground Source Heat Pumps. Clean Energy Technol. ...
  • Chu J, Choi W, Cruickshank CA, Harrison SJ (۲۰۱۴) Modeling ...
  • Wu Z, You S, Zhang H, Fan M (۲۰۱۹) Mathematical ...
  • Zheng W, Zhang H, You S, Ye T (۲۰۱۶) Numerical ...
  • Bergman ASL, Lavine AS, Incropera FP, DeWitt DP (۲۰۱۱) Fundamentals ...
  • Kakac S, Liu H, Pramuanjaroenkij A (۲۰۱۲) Heat Exchangers: Selection, ...
  • Bridgeman A, (۲۰۱۰) Experimental Analysis of an Indirect Solar Assisted ...
  • Standard, ASHRAE (۲۰۰۹). Fundamentals. Research Project RP-۱۴۵۳: Updating the ASHRAE ...
  • نمایش کامل مراجع