پارامترهای طراحی سامانه مبدل حرارتی هوا-زمین با سطح مقطع مربعی مطالعه موردی: گلخانه

در میان انرژی های تجدیدپذیر، انرژی زمین گرمایی به دلیل اینکه محدود به فصل، زمان و شرایطی خاص نیست، نسبت به سایر انواع انرژی های تجدیدپذیر برتری دارد. از جمله کاربردهای انرژی زمین گرمایی، استفاده از گرمای زمین در سطوح کم عمق مانند مبدل حرارتی هوازمین (eahe) است که به عنوان روشی نوین و موثر برای پیش گرم کردن هوا در زمستان و پیش سرد کردن در تابستان استفاده می‌شود. در این پژوهش، طراحی یک مبدل eahe برای یک واحد گلخانۀ تجاری به منظور تامین گرما یا سرما بررسی شده است. برای بررسی اثر پارامترهای اصلی مانند قطر، طول، سرعت جریان هوا، و توان فن و بازدۀ سامانه، مدلی یک بعدی از سامانۀ eahe توسعه داده شد. با توجه به اینکه رابطه ای مستقیم بین تعداد واحدهای انتقال (ntu) و بازدۀ سامانه (ɛ) مشاهده شده است، می توان به منظور به دست آوردن ntu مناسب و بازده مورد نظر، با به کارگیری روش های متعدد به ساخت یک مبدل حرارتی هوازمین پرداخت و طراحی سامانۀ eahe را به سمتی هدایت کرد که این دو پارامتر با مقادیر مورد نظر تامین شوند. با مدل ارائه شده در این مطالعه به سادگی می‌توان اثر پارامترهای اصلی را به عنوان فاکتورهای موثر در طراحی، بدون اتلاف انرژی و زمان، بررسی کرد.

Design Parameteres of an EarthAir Heat Exchanger with a Square Cross Section Case Study: Greenhouse

Among renewable and clean energies, geothermal energy is superior to other types of energy, and unlike other renewable energies, it is not limited to the season, time, and conditions. One of the applications of geothermal energy is the use of ground heat at shallow depths as the earthair heat exchanger (EAHE), which is used as a modern and effective technique for preheating the air in the winter and vice versa precooling in the summer. In this study, the design of an EAHE converter for a commercial greenhouse for heating or cooling purposes was examined. A onedimensional model of the EAHE system was developed to evaluate the effects of main parameters such as diameter, length, air flow rate, and fan power and system efficiency. Given the direct relationship between number of the transfer units (NTU) and the effictiveness of EAHE (ε), it is possible to construct an EAHE system in order to obtain an appropriate NTU and its ε and handle the design of an EAHE system to a point where these two parameters will be obtained with the desired values. By the model and method presented in this study, the effects of main parameters as the effective design factors can be simply assessed without any waste of energy and time and complexity.