شبیه سازی و بررسی عملکرد حرارتی یک مبدل حرارتی زمین گرمایی افقی

انرژی زمین گرمایی به عنوان یکی از منابع پایدار و تجدیدپذیر، پتانسیل بالایی برای تامین نیازهای انرژی جهان دارد. این نوع انرژی ناشی از حرارت داخلی زمین است که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند در تولید برق، گرمایش فضا و تامین آب داغ مورد استفاده قرار گیرد. این انرژی دارای مزایای قابل توجهی از جمله کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می باشد. برای استخراج گرمای ذخیره شده در زمین از تجهیزاتی شامل یک حلقه بسته حاوی سیال استفاده می شود. مبدل حرارتی زمین گرمایی وسیله ای است که برای استخراج انرژی زمین گرمایی استفاده می شود و امکان بهره برداری از انرژی گرمایی موجود در زمین را فراهم می سازد. مبدل های حرارتی زمین گرمایی به دو دسته کلی عمودی و افقی تقسیم می شوند، مدل های عمودی به مساحت زمین کمتری نسبت به مدل های افقی نیاز دارند در حالی که هزینه حفر چاه های عمیق جهت نصب مبدل های عمودی بیشتر از مبدل های افقی است. در این مقاله یک مبدل حرارتی زمین گرمایی افقی شبیه سازی شد. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت انجام شد و جهت اطمینان از درست بودن نتایج، داده ها با داده های تجربی و آزمایشگاهی موجود مقایسه گردید. مشاهده شد که با گذشت یک ساعت از شروع عملیات مبدل حرارتی، دمای آب خروجی به تدریج افزایش یافت و منجر به کاهش اختلاف دما و در نتیجه افزایش مقاوت حرارتی و کاهش نرخ انتقال حرارت گردید.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی زمین گرمایی ، مقاومت حرارتی ، نرخ انتقال حرارت