مطالعه تاثیر رطوبت خاک اطراف لولۀ مبدل حرارتی هوا - زمینی بر شاخص‏ های عملکردی آن

به منظور بررسی تاثیر رطوبت خاک و طول لولۀ انتقال هوا بر شاخص‏ های عملکردی یک سامانه زمین‏ گرمایی، دو آزمایش به صورت فاکتوریل در مرداد و شهریور 1401 بر پایۀ طرح بلوک‏‏های کامل تصادفی و در سه تکرار در یک گلخانۀ مجهز به سامانه زمین گرمایی در شهر اراک اجرا شد. دو رطوبت خاک 10 و 25 درصد (a1 و a2) به عنوان فاکتور اول و سه طول لوله 17، 34 و 51 متر (b1، b2 و b3)، به عنوان فاکتور دوم در نظر گرفته شد. توسط یک فن جریان هوا داخل دو لوله pvc به قطر 200 میلی‏متر، در عمق سه متری زمین، به چرخش درمی‏آمد. برای مرطوب‏ کردن خاک اطراف لوله، از یک نوار آبیاری به قطر 16 میلی‏متر استفاده شد. نتایج آزمایش نشان داد که با افزایش رطوبت خاک از 10 به 25 درصد، دمای هوای خروجی سامانه از 25.5 به 23.5 درجه سلسیوس کاهش می‏یابد. متوسط راندمان در دو رطوبت 25 و 10 درصد به ترتیب 0.82 و 69/ بود. توان سرمایشی تولید شده در دو سطح رطوبت مورد مطالعه خاک، به ‏ترتیب 2.7 و 2.2 کیلووات بود. بهترین تیمار از نظر شاخص‏های عملکردی، تیمار با طول لولۀ 34 متر و رطوبت 25 درصد بود. دمای هوای خروجی، راندمان، توان سرمایشی و ضریب عملکرد سامانه در این حالت به ترتیب 23.7 درجه سلسیوس، 0.90، 2.8 کیلووات و 3.7 بود.

investigating the effect of soil moisture around the pipe in an earth–air heat exchanger (eahe) system on its performance indicators

in order to investigate the effect of soil moisture and air transfer tube lenth on the performance indicators of a geothermal system, two factorial experiments were conducted based on a complete randomized block design in three replications in a greenhouse equipped with earth–air heat exchanger(eahe)system located in the city of arak in early august and september 2022. two soil moisture levels, a1=10% and a2=25%, were considered as the first factor and three pipe lengths of b1=17, b2=34, and b3=51 m, were considered as the second factor in both experiments. the air was circulated by a fan through two pvc pipes with a diameter of 200 mm, which were buried at three meters deep from the ground surface. an irrigation tape with a diameter of 16 mm was used to increase the soil moisture around the pipe. the results showed that with the increase of soil moisture from 10% to 25%, the temperature of the outlet air decreases from 25.5°c to 23.5°c. the average efficiency at soil moistures of 25% and 10%, was 0.82 and 0.69 respectively. the produced cooling power was 2.7 kw and 2.2 kw, at two levels of soil moisture respectively. the best treatment from the point of performance indicators was obtained with a tube length of 34 meters and soil moisture of 25%. the outlet air temperature, system efficiency , cooling power and coefficient of performance for this treatment were 23.7°c, 0.90, 2.8 kw and 3.7 respectively.