بررسی پارامترهای هندسی موثر بر عملکرد مبدل حرارتی مارپیچ سه گانه زیر زمینی با روش تحلیلحساسیت

استفاده از انرژی های پاک تجدیدپذیر باتوجه به افزایش مضرات سوخت های فسیلی در سالهای اخیر توجه محققان را به خود جلب کرده است. یکی از این انرژی های پاک، انرژی زمین گرمایی است که با استفاده از سیستم های زمین گرمایی مورد بهر برداری قرار می گیرند. مبدل های حرارتی زمین گرمایی، یکی از اجزای اصلی سیستم های زمین گرمایی کم عمق، هستند. بیشتر مطالعات قبلی بر روی انواع رایج مبدل های حرارتی زمینی از جمله مبدل های حرارتی لوله U شکل و مارپیچی متمرکز شده اند. در این مقاله پارامترهای هندسی نسل جدیدی از مبدل های حرارتی زمین مارپیچی به نام مارپیچ سه گانه با استفاده از روش تحلیل حساسیت مورد بررسی قرار گرفته شد. مبدل حرارتی مارپیچ سه گانه متشکل از سه لوله مارپیچ درهم تنیده است که باتوجه به کارایی بالا از هزینه نصب و نگهداری پایینی در قیاس با دیگر مبدل ها برخوردار است. ازآنجاکه تاثیر پارامترهای هندسی به صورت جدی بررسی نشده است در این مطالعه باهدف افزایش تعامل سطحی بین مبدل حرارتی و برای بهبود سرعت انتقال حرارت و بهینه تر کردن این نوع مبدل، میزان تاثیر هر یک از پارامترهای هندسی در مبدل حرارتی مارپیچ سه گانه محاسبه شده است. پارامترهای هندسی مبدل مارپیچ سه گانه شامل گام پیچ، قطر پیچش، طول مارپیچ، فاصله بین مراکز شاخه های پیچشی داخلی/خارجی است. نتایج نشان میدهد که موثرترین پارامتر هندسی بر عملکرد مبدل حرارتی زمینی مارپیچ سه گانه طول مارپیچ است یعنی ۹۵ درصد، درحالیکه دو پارامتر فاصله بین مراکز شاخه های پیچشی داخلی/خارجی کمترین اثر را دارند.

کلیدواژه ها:

انرژی زمین گرمایی ، مبدل حرارتی مارپیچ سه گانه ، تحلیل حساسیت