مدلسازی عددی برای تحلیل پارامترهای گوناگون مبدل حرارتی زمینی به ‏منظور افزایش عملکرد هیت پمپ زمین‏ گرمایی

انتقال حرارت بین مبدل حرارتی زمین گرمایی و خاک در سیستم های هیت پمپ زمین گرمایی نقش اساسی در بازده کلی سیستم دارد. از این رو، در این مقاله با اضافه کردن موادی با ضریب انتقال حرارت بالا در مبدل های حرارتی عمودی مارپیچ، اثر آن‏ها روی بازده و دمای خروجی مبدل حرارتی بررسی شد. مقاله حاضر با استفاده از محیط COMSOL شبیه‏سازی عددی را برای مدل 1 بعدی-3 بعدی پمپ‏های حرارتی زمین گرمایی در حالت خنک‏کننده ارایه می‏کند. به خلاف مدل های مارپیچی رایج، این مدل با عمق کم و قطر زیاد با میله های فلزی مخصوص (Fins) طراحی شده است. لوله مارپیچ شبیه سازی شده دارای عمق 10 متر و قطر 1 متر است. به منظور جبران کاهش انتقال حرارت ناشی از عمق کمتر، تاثیر پارامترهای مختلف از جمله گام، هدایت حرارتی بر عملکرد حرارتی بررسی شده است . همچنین، به عنوان یک نوآوری، نوعی طرح نوآورانه متشکل از انواع متنوع میله های آلومینیومی افقی (Fins) در خاک متصل به لوله کاملا (Finned pipe) مدل سازی شده است. پره ها نه تنها لوله را در داخل زمین محکم نگه می دارند، بلکه سرعت انتقال حرارت را به دلیل افزایش مساحت و سیستم هدایت حرارتی بالا تا 31 درصد بهبود می بخشند.