استفاده همزمان از انرژي زمين و تابش خورشيدي در گرمايش فضاي مسكوني مشخص

The simultaneous use of ground energy and solar radiation in a specific residential space heating

يكي از راهكارهاي موثر در استفاده مناسب از انرژي كه پيشنهاد پژوهش حاضر نيز مي¬باشد، استفاده سيستم مركب از حرارت زمين و حرارت خورشيد مي¬باشد. در اين تحقيق جهت تامين حرارت اوليه يك پمپ حرارتي، سيكلي با آرايش سري و متشكل از يك پمپ گردشي (پمپ سيركولاسيون)، چاه زمين گرمايي و كلكتور خورشيدي ايجاد شده است. هدف اين پايان¬نامه تحليل ساختار سيستم پيشنهادي مذكور (كه خود شامل سه زير سيستم مي¬باشد) و آناليز پارامتريك آن مي¬باشد. نتايج تحليل در كلكتور خورشيدي حاكي افزايش 120 درصدي تابش در ظهر خورشيدي نسبت ساعات آغازين روز مي¬باشد و اين در حالي است كه بيشينه اتلافات حرارتي در اين ساعت اتفاق مي¬افتد. همچنين نتايج نشان مي¬دهد كه به ترتيب دماي سطح جاذب و كاور شيشه¬اي داراري بالاترين حساسيت ساعتي و دماي آسمان و محيط به ترتيب كمترين حساسيت ساعتي را دارند و زاويه بهينه جمع¬كننده براي موقعيت كنوني تحليل و ساير مكان¬ها به صورت تابعي سينوسي با عرض از مبدا متفاوت متغير مي¬باشد. نتايج در چاه زمين گرمايي نيز از رابطه مستقيم دماي چاه با دماي محيط گرمايشي اشاره دارد و در پمپ حرارتي پارامترهاي دماي اشباع اواپراتور، ميزان مافوق¬گرم نمون مبرد در اواپراتور و مادون سرد نمودن آن در كندانسور، به عنوان عوامل موثر در بهبود عملكرد تك متغيره سيستم شناخته شده¬اند. در ادامه به دليل ضعف تحليل پارامتريك و تك متغيره، بهينه¬سازي به عنوان راهكار مناسب تحليل صورت گرفته است. نتايج بهينه¬سازي به ترتيب حاكي از افزايش 84/24 درصدي و كاهش 87/19 درصدص ضريب عملكرد سيستم و توان مصرفي كمپرسور پمپ حرارتي مي¬باشد.

One of the most effective ways to make good use of the energy that is the offer of this study, is use of mixed system combined geothermal and solar heating. In this study, a cycle with series make-up and consists of a circulating pump (circulation pump), thermal borehole and solar collector has been created to supply the primary heat of a heat pump. The purpose of this dissertation is analysis of the proposed system structure (which is consists of three subsystems) and its parametric analysis. Results of solar collector analysis indicate an increase of 120 percent in the radiation at solar noon than the early hours of the day, while the maximum heat dissipation occurs at this time. The results show that the surface temperature of the absorber and cover glass have the highest hourly sensitivity and the temperature of sky and ambient have the least sensitive, respectively. The optimal collector angle for the current situation of analysis and other places are as a sinusoidal function with different intercept. Results in thermal borehole refer to direct relationship between well temperature and the temperature of heating space. The saturate temperature in the evaporator, the amount of superheated of refrigerant in the evaporator, the amount of subcool of refrigerant in the condenser are effectiveness parameters on improving the univariate performance of system in the heat pump. In the following, because of the weakness of parametric and univariate analysis, optimization as an appropriate strategy has been used. Optimization results indicate increase of 24.84 percent and decrease of 19.87 percent in coefficient of performance (COP) and compressor power consumption, respectively.