تحلیل اکسرژی سیستم پمپ حرارتی زمین گرمایی در منطقه لاریجان

الموضوعات :

حسام الدین سالاریان ¹ , هومن نادری ² , مرتضی حسین زاده ³

1 - استادیار دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران.
2 - کارشناس ارشد مکانیک دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت ا... آملی، ایران.
3 - استادیار دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت ا... آملی، ایران.

تاريخ الإرسال : 25 الأحد , ذو الحجة, 1435 تاريخ التأكيد : 08 الثلاثاء , ربيع الأول, 1436 تاريخ الإصدار : 21 الإثنين , صفر, 1438

الکلمات المفتاحية: پمپ حرارتی زمین گرمایی, انرژی, اکسرژی, ضریب عملکرد,

ملخص المقالة :

زمینه و هدف: در این مقاله یک سیستم پمپ حرارتی زمین گرمایی با مبدل حرارتی بسته عمودی U شکل که انرژی مورد نیاز خود را از اعماق زمین تامین می‌کند مورد بررسی قرار می‌گیرد. تحلیل اکسرژی برای این سیستم انجام شده، همچنین راندمان و ضریب عملکرد آن بدست می‌آید. روش بررسی: روابط انرژی، اکسرژی، آنتروپی و آنتالپی برای هر دو سیستم پمپ حرارتی زمین گرمایی اعمال شده و نتایج بر اساس شرایط جغرافیایی و آب و هوایی منطقه لاریجان اراِئه گردیده است. به دلیل وجود چشمه آبگرم در این منطقه تحلیل جامع اکسرژی دو سیستم پمپ حرارتی زمین گرمایی با مبدل حرارتی بسته عمودی U شکل و باز بدست می‌آید. یافته ها: بیشترین اتلاف اکسرژی در هر دو سیستم مربوط به فن کندانسور می‌باشد. همچنین نتایج نشان می‌دهند که ضریب عملکرد و راندمان سیستم پمپ حرارتی زمین گرمایی با کویل زمینی باز بالاتر می‌باشد که به دلیل دمای بالا تر اولیه (دمای زمین یا چشمه آبگرم) می‌باشد. نتیجه گیری:نتایج نشان می دهدپمپ حرارتی با سیکل باز دارای ضریب عملکرد وهمچنین راندمان اکسرژی بالاتری نسبت به پمپ حرارتی زمین گرمائی با سیکل بسته می باشد.

المصادر:

1-      Siavoshi kord, A., Jazayeri, S.A., 2012. Optimization and analysis of avertical ground-coupled Heat pump. International Journal of Renewable Energy Research, pp.637-657  

2-      Hwang, Y., Lee, J., Jeong, Y., Koo, K., Lee, H., Kim, I., Jin, S., Kim, S., 2008. Cooling Performance of a vertical ground-coupled-heat pump system installed in a school building. International Journal of Renewable Energy Research, Vol. 1(5), pp.737-757  

3-      Hepbasli, A., 2005. Thermodynamic analysis of a ground-source heat pump system for district heating. International Journal of Energy Research, Vol. 29, pp.671-687

4-      Monsefrad, M., javaherdeh, K., 2012. Exergy analysis of two types of GSHP using low temperature sources. Proceedings of the Fourth International Conference on

 

Heating, cooling and air conditioning, Iran, Tehran Olympic Hotel, 23-25 June

5-      Cengel Y., Boles MA, 2001. Thermodynamics: An engineering approach (McGraw-Hill.4th edition)

6-      Chua, K.J., Chou, S.K., Yang, W., 2010. Advanced heat pump systems: a review. Applied Energy, Vol. 87, pp.3611-3624

7-      Kotas, T., 1985. The exergy method of thermal plant analysis. Tiptree, Essex: Anchor Brendon Ltd

8-      Wark, K., 1995. Advanced thermodynamics for engineers.(McGraw-Hil)

9-      Vries, D.A., 1963. Thermal Properties of Soils. In W.R. van Wijk (ed.) Physics of Plant Environment (North-Holland Publishing Company, Amsterdam)

10-  Vries, D.A., 1975. Heat Transfer in Soils. In D.A. de Vries and N.H. Afgan (ed.) Heat and Transfer in the Biosphere (Script a Book Co., Washington, DC)

11-  Bejan, A., 1988. Advanced engineering thermodynamics (John Wiley & Sons)

12-  Yang, H., Cui, P., Fang, Z., 2010. Vertical-borehole ground-coupled heat pump: a review of models and systems. Applied Energy, Vol. 87, pp.16-27

13-  Kavanaugh, SP., Rafferty, K., 1997. Ground-source heat pumps: design of geothermal system for commercial and institutional building. ASHRAE.

14-  Hepbasli, A., 2002. Performance evaluation of a vertical ground source heat pump system in Izmir, Turkey. International Journal of Energy Research, Vol. 26, pp.1121-1139 

15-  Hepbasli, A., Akdemir, O., 2004. Energy and exergy analysis of a ground source (geothermal) heat pump system. Energy Conversion and Management, Vol. 45, pp.737-757  

16-  Siavoshi kord, A., Jazayeri, S.A., Siavoshi, P., 2012. Analysis of the Geothermal Heat Pump climate of Tehran. Twentieth Annual International Conference on Mechanical Engineering, Iran, Shiraz, Shiraz University, School of Mechanical Engineering, 26-28 May

17-  Kara, YA., 1999. Utilization of low tempreture geothermal recources for space heating by using GHPs, PhD thesis, Ataturk University, Erzurum, Turkey, pp.130-135

18-  Kara, YA., Yuksel, B., 2000. Evaluation of low tempreture geothermalenergy through the use of heat pump. Energy Conversion and Management, Vol. 42, pp.773-781

19-  Esen, H., Inalli, M., Esen, M., Pihtili, K., 2007. Energy and exergy analysis of a ground-coupled heat pump system with two horizontal ground heat exchangers. Building and Environment, Vol. 42(10), pp.3606-3615

20-  Sonntag, R., Borgnakke, C., VanWaylen, G., 1986. Fundamentals of Engineering Thermodynamics. New York:(John Wiley & Sons,4th edn, 74)