تحليل اكسرژي سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي در منطقه لاريجان

Exergy Analysis of Geothermal Heat Pump in Larijan

زمينه و هدف: در اين مقاله يك سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي با مبدل حرارتي بسته عمودي U شكل كه انرژي مورد نياز خود را از اعماق زمين تامين ميكند مورد بررسي قرار مي گيرد. تحليل اكسرژي براي اين سيستم انجام شده، همچنين راندمان و ضريب عملكرد آن بدست مي آيد. روش بررسي: روابط انرژي، اكسرژي، آنتروپي و آنتالپي براي هر دو سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي اعمال شده و نتايج بر اساس شرايط جغرافيايي و آب و هوايي منطقه لاريجان اراِئه گرديده است. به دليل وجود چشمه آب گرم در اين منطقه تحليل جامع اكسرژي دو سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي با مبدل حرارتي بسته عمودي U شكل و باز بدست مي آيد. يافته ها: بيشترين اتلاف اكسرژي در هر دو سيستم مربوط به فن كندانسور مي باشد. همچنين نتايج نشان ميدهند كه ضريب عملكرد و راندمان سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي با كويل زميني باز بالاتر ميباشد كه به دليل دماي بالا تر اوليه (دماي زمين يا چشمه آبگرم) مي باشد. نتيجه گيري:نتايج نشان مي دهدپمپ حرارتي با سيكل باز داراي ضريب عملكرد و همچنين راندمان اكسرژي بالاتري نسبت به پمپ حرارتي زمين گرمائي با سيكل بسته مي باشد.

Background and Objective: This study aims to investigate a Ground-Coupled Heat Pump system with vertical U-bend heat exchanger which can provide the energy needed from the depths of earth. Exergy of the system was analyzed and the performance efficiency and coefficient were obtained. Method: In Larijan village, due to hot springs in the area, exergy analyses of two Ground-Coupled Heat Pump systems with vertical U-bend and open loop heat exchangers were compared. Energy, exergy, entropy and enthalpy equations of both Ground-Coupled Heat Pump systems were applied and results were presented based on geographic and climatic conditions of Larijan region. Results: Moreover, it was found that the maximum exergy losses in both systems occurres in the fan condenser. Conclusion: The results show that, due to higher temperatures (the temperature of the ground or the hot spring), the performance coefficient and the efficiency of geothermal heat pump system with the open loop heat exchangers are higher.