مقایسه عملکرد بلندمدت و هزینه اولیه پمپ حرارتی منبع زمینی افقی با پمپ حرارتی منبع هوایی در مناطق گرمسیر

Abstract

پمپ‌های حرارتی منبع زمینی به دلیل ضریب عملکرد بالا موردتوجه بسیاری قرارگرفته‌اند. در این سیستم‌ها از زمین به‌عنوان منبع گرم/سرد برای پمپ‌های حرارتی استفاده می‌شود و انتقال حرارت بین منبع زمین و پمپ حرارتی به‌وسیله مبدل حرارتی زمینی صورت می‌گیرد. در این پژوهش عملکرد بلندمدت و هزینه اولیه این سیستم‌ها با سیستم‌های متداول منبع هوایی در منطقه‌ای گرمسیر مقایسه‌ شده است. برای بررسی عملکرد سیستم منبع زمینی، با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت به مدل‌سازی عددی مبدل حرارتی زمینی افقی خطی زمینی به‌صورت ساعتی و برای دوره‌ای پنج‌ساله در بندرعباس پرداخته‌شده است. همچنین برای بررسی بهتر، طول، فاصله، عمق و قطر‌های مختلفی برای لوله‌های مبدل حرارتی در نظر گرفته‌شده است. نتایج نشان داد که ضریب عملکرد پنج‌ساله و راندمان پنج‌ساله اگزرژی سیستم منبع زمینی به ترتیب ۱۹/۹ الی ۲۴/۳۰ درصد و ۵/۹۵ الی ۶/۵۵ درصد نسبت به سیستم منبع هوایی بیش‌تر است. بااین‌حال، به ازای تأمین هر کیلووات بیشینه بار ساختمان در سال، هزینه اولیه سیستم منبع زمینی ۱/۲ الی ۲/۵ میلیون تومان بیشتر از سیستم منبع هوایی است. همچنین بر اساس نتایج با کاهش طول مبدل حرارتی، هزینه اولیه کاهش و عملکرد سیستم افزایش می‌یابد، فاصله بین لوله‌ها بیشترین تأثیر را در سطح زمین موردنیاز دارد، عمق بیش‌ترین تأثیر را در هزینه اولیه و ضریب عملکرد سیستم دارد و قطر لوله تأثیری بر عملکرد سیستم ندارد.