بررسی عددی تاثیر توربولاتور بر انتقال حرارت در مبدل حرارتی زمین گرمایی عمودی

هرگونه کاهش در میزان مصرف انرژی برای ایجاد سرمایش و گرمایش می تواند باعث کاهش قابل ملاحظه ای در انتشار دی اکسید کربن و در پی آن باعث کاهش هزینه در مصرف برق و گاز شود. بنابراین استفاده از پمپ های حرارتی زمین گرمایی به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر، راه حلی برای کاهش هزینه اقتصادی با کاهش انرژی مصرف شده برای گرمایش، سرمایش و انتشار دی اکسید کربن است. استفاده از مبدل های حرارتی زمین گرمایی در پمپ های حرارتی زمین گرمایی به دو صورت افقی و عمودی انجام می شود که نوع عمودی آن به دلیل نیاز به مساحت کمتری از زمین، کارآمد بودن، اجزاء طراحی آن و پیامدهای زیست محیطی آن ها متمرکز شده است. در این مطالعه، شبیه سازی یک مبدل حرارتی زمین گرمایی عمودی سه بعدی گذرا با روش دینامیک سیالات محاسباتی با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت، انجام شده است. همچنین تغییرات دمای خروجی سیال بر اساس زمان، تاثیر توربولاتور بر انتقال حرارت و نرخ انتقال حرارت مبدل زمین گرمایی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای بررسی تاثیر توربولاتور بر سیستم، توربولاتوری مسی در لوله U شکل از جنس آلومینیوم قرار داده شده است. نتایج نشان داد که در لوله U شکل با توربولاتور در مقایسه با لوله U شکل، به دلیل افزایش مسیر حرکت سیال و افزایش ضریب انتقال حرارت، افت دمای خروجی بیشتری حاصل می شود. بنابراین استفاده از لوله U شکل با توربولاتور در پمپ حرارتی زمین گرمایی با هدف کاهش دما، نقش قابل توجهی ایفا می کند.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی زمین گرمایی عمودی ، توربولاتور ، نرخ انتقال حرارت ، پمپ حرارتی ، شبیه سازی گذرا