كليدواژه :
پمپ حرارتي منبع هوايي , پمپ حرارتي منبع زميني , مبدل حرارتي افقي خطي , پارامتر‌هاي هندسي , عملكرد سالانه
چكيده فارسي :
پمپ‌هاي حرارتي منبع زميني به دليل ضريب عملكرد بالا موردتوجه بسياري قرارگرفته‌اند. در اين سيستم‌ها از زمين به‌عنوان منبع گرم/سرد براي پمپ‌هاي حرارتي استفاده مي‌شود و انتقال حرارت بين منبع زمين و پمپ حرارتي به‌وسيله مبدل حرارتي زميني صورت مي‌گيرد. در اين پژوهش عملكرد بلندمدت و هزينه اوليه اين سيستم‌ها با سيستم‌هاي متداول منبع هوايي در منطقه‌اي گرمسير مقايسه شده است. براي بررسي عملكرد سيستم منبع زميني، با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت به مدل‌سازي عددي مبدل حرارتي زميني افقي خطي زميني به‌صورت ساعتي و براي دوره‌اي پنج‌ساله در بندرعباس پرداخته‌شده است. همچنين براي بررسي بهتر، طول، فاصله، عمق و قطر‌هاي مختلفي براي لوله‌هاي مبدل حرارتي در نظر گرفته‌شده است. نتايج نشان داد كه ضريب عملكرد پنج‌ساله و راندمان پنج‌ساله اگزرژي سيستم منبع زميني به ترتيب 19/9 الي 24/30 درصد و 5/95 الي 6/55 درصد نسبت به سيستم منبع هوايي بيشتر است. بااين‌حال، به ازاي تأمين هر كيلووات بيشينه بار ساختمان در سال، هزينه اوليه سيستم منبع زميني 1/2 الي 2/5 ميليون تومان بيشتر از سيستم منبع هوايي است. همچنين بر اساس نتايج با كاهش طول مبدل حرارتي، هزينه اوليه كاهش و عملكرد سيستم افزايش مي‌يابد، فاصله بين لوله‌ها بيشترين تأثير را در سطح زمين موردنياز دارد، عمق بيشترين تأثير را در هزينه اوليه و ضريب عملكرد سيستم دارد و قطر لوله تأثيري بر عملكرد سيستم ندارد.
چكيده لاتين :
Ground source heat pumps (GSHPs) have received much attention due to their high coefficient of performance (COP). In these systems, the ground is used as a sink/source for heat pumps and the heat transfers between the ground and the heat pump is performed by the ground heat exchanger (GHE). In this study, the long-term performance and initial cost of these systems have been compared with conventional air-source systems in a hot region. To evaluate the performance of the GSHP, using fluent software, numerical modeling of a linear horizontal GHE was carried out in Bandar-Abbas. Also, the effect of various system operating parameters, i.e., length, distance, buried depth, and diameter of GHE pipes have been studied. According to results, the five-year COP and exergy efficiency of GSHP systems is 19.9% to 24.30% and 5.95% to 6.55%, respectively, more than that of the air-source system. However, 1.2 to 2.5 million Tomans is needed as the installation cost for each kW of maximum building load per year. Also, it is demonstrated that by reducing the length of the GHE, the initial cost is reduced, and the performance increases, the pipe spacing is the most important factor in the required ground surface, the depth has the most impact on the initial cost and the performance, and the pipe diameter does not affect the system performance.
