بررسی پمپ حرارتی زمین گرمایی انبساط مستقیم دی اکسیدکربن

در این مقاله یک مدل عددی، جهت آنالیز پمپ حرارتی زمین گرمایی انبساط مستقیم با استفاده از مبرد دی اکسیدکربن در سیکل فوق بحرانی با در نظر گرفتن اثرات افت فشار مبرد در مبدل های حرارتی سیستم، در حالت پایدار توسعه داده شده است. حل عددی حاضر، آنالیز سیستم در شرایط کارکرد مختلف را در دو بررسی جداگانه شامل حالتی که طول حلقه مبدل زمین ثابت نگه داشته شده و حالتی که بار گرمایشی مشخصی مدنظر باشد ارائه می کند. با استفاده از شبیه سازی، ارزیابی مشخصه های سیستم مانند ظرفیت حرارتی و ضریب عملکرد سیستم در حالت اول و طول مورد نیاز حلقه مبدل زمینی و ضریب عملکرد سیستم در حالت دوم صورت گرفته است. جهت ارزیابی عملکرد سیستم، مطالعه ای پارامتریک بر تاثیر پارامترهای مختلف شامل اختلاف دمای زمین با دمای خروجی تبخیرکننده، سرعت کمپرسور، دما و دبی جرمی آب ورودی به خنک کننده گاز، نسبت مساحت مبدل های حرارتی و دمای زمین انجام شده است. در هر دو بررسی مشخص گردید که در یک مقدار اختلاف دمای زمین با دمای خروجی تبخیرکننده مشخص، مقدار بیشینه ی ضریب عملکرد سیستم وجود دارد. همچنین افزایش دور کمپرسور و دمای آب ورودی به خنک کننده گاز با کاهش ضریب عملکرد سیستم و افزایش دبی جرمی آب ورودی به خنک کننده گاز با افزایش ضریب عملکرد سیستم همراه است. نتایج حاصل از این پژوهش شامل ظرفیت حرارتی، ضریب عملکرد و طول مورد نیاز مبدل زمینی می تواند در طراحی و بهینه سازی یک پمپ حرارتی زمین گرمایی انبساط مستقیم مورد استفاده قرار گیرد.