بررسی عملکرد گرمایی مبادله کن گرمایی زمین به هوا با استفاده از یک مدل تحلیلی شبه گذرا

در مقاله حاضر یک مدل تحلیلی شبه گذرا برای بررسی انتقال گرما در یک مبادله کن زمین به هوا توسعه داده شده است. در مطالعه حاضر، با درنظرگرفتن انتقال گرمای گذرا در خاک اطراف مبادله کن زمین به هوا، تاثیر اشباع گرمایی خاک در نظر گرفته شده است. اشباع گرمایی خاک به کاهش اختلاف دمای هوا و خاک اطراف مبادله کن زمین به هوا بعد از مدت زمانی از کارکرد سیستم گفته می شود که باعث کاهش عملکرد این سیستم می شود. همچنین تاثیر عمق دفن در عملکرد گرمایی مبادله کن در نظر گرفته شده است. نتایج مدل حاضر با نتایج تجربی و شبیه سازی عددی مقایسه شده و تطابق خوبی مشاهده شده است. عملکرد مبادله کن گرمایی زمین به هوا در شهر تهران بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش عمق بکار گیری مبادله کن از یک متر به دو متر می توان آهنگ انتقال گرمای متوسط را تا 37% بهبود داد. هرچقدر ساعات کارکرد سیستم در شبانه روز کمتر باشد، ظرفیت سرمایش بالاتر خواهد بود. به طوری که در حالتی که سیستم هشت ساعت در روز کار می کند نسبت به کارکرد مداوم، متوسط آهنگ انتقال گرما از هوا به خاک 66% افزایش یافته است.