تحليل پارامتري و بهينه سازي يك پمپ گرمايي مجهز به گرمكن مياني با منبع حرارتي زميني

Parametric Analysis and Optimization of a Ground Source Heat Pump with Economizer

پمپ حرارتي با منبع زميني به دليل ضريب عملكرد بالا و استفاده از انرژي گرمايي دما پايين، يكي از مناسب‌ترين تكنولوژي‌ها براي استفاده از منابع انرژي تجديدپذير است. در اين تحقيق، ابتدا يك پمپ حرارتي گرمايشي با گرمكن مياني و با محرك انرژي گرمايي زمين، شبيه سازي و سپس تاثير تغيير پارامترهاي مختلف از جمله فشار قسمت‌هاي مختلف سيكل، فوق گرمايش در خروجي اواپراتور، زير سرمايش در خروجي كندانسور و دماي خاك بر روي ضريب عملكرد و بازده اگزرژي پمپ حرارتي و بازده كلي بررسي مي شود. در انتها نيز، سيستم پمپ حرارتي با منبع زميني يكبار نسبت به تابع هدف ضريب عملكرد كل و يكبار نسبت به تابع هدف بازده اگزرژي كل بهينه سازي مي شود. در اين تحقيق، مقادير ضريب عملكرد و بازده اگزرژي كلي در حالت ورودي پايه به ترتيب مقادير 674/3 و 488/0 بدست آمد كه اين مقادير پس از بهينه-سازي به 323/5 و 641/0 افزايش پيدا نمود.

Ground source heat pump, due to high coefficient of performance (COP) and use of low-temperature thermal energy source, is one of the best technologies to use renewable energy resources. In this work, at first, a geothermal heat pump for heating with economizer is simulated, and then the effects of the variations in different parameters such as pressure in different parts of cycle, super-heating at evaporator outlet, sub-cooling at condenser outlet, and soil temperature on heat pump and total COP and exergy efficiency are analyzed. At the end, the ground source heat pump system is optimized in two manners: total COP relative to objective function and total exergy efficiency relative to objective function. The total COP and exergy efficiency values for the basic input mode were 3.674 and 0.488, respectively, and these values increased to 5.323 and 0.72, respectively, after optimization.