تعیین قطر بهینه مبدل حرارتی هوا– زمین به روش تحلیلی جهت کاربرد تهویه مطبوع

در تحقیق حاضر یک مدل تحلیلی جدید برای مبدل حرارتی هوا– زمین ارایه شده است. بدین منظور، معادله گذرای انرژی به کمک قضیه دوهامل برای بخش خاک حل شده و توزیع دمای خاک با استفاده از مفهوم تابع جی به دست آمده است، سپس دمای سیال خروجی از مبدل با حل معادله انرژی در راستای طول محاسبه شده است. نتایج مدل حاضر با نتایج تجربی مقایسه شده و نسبت به دیگر مدل‌های موجود همخوانی بهتری مشاهده شد. در ادامه با استفاده از مدل جدید به بررسی پارامتری و امکان سنجی استفاده از این سامانه در شهر تهران در دوره عملکرد دایم سه ماهه تابستان با دو دمای ورودی مختلف به مبدل پرداخته شده است. از بررسی پارامتری مشخص گردید که به ازای هر دبی‌ جرمی،‌ قطر بهینه‌ متناظر با آن برای مبدل بدست می‌آید. همچنین مشاهده شد که قطر بهینه مبدل تابعی از دبی جرمی و زمان عملکرد سامانه می‌باشد و به دمای خاک و دمای ورودی به مبدل وابسته نیست. پیشنهاد گردید برای تامین دبی جرمی بزرگ، از چند مبدل با دبی جرمی کوچک‌تر استفاده شود که در این صورت دمای خروجی از مبدل کاهش می‌یابد؛ با استفاده از مدل حاضر می‌توان عمق و فاصله دفن مبدل‌ها از یکدیگر را محاسبه نمود. همچنین مشخص گردید که این سامانه برای شهرهایی با اقلیم آب و هوایی کوهستانی و متوسط دمای سالیانه محیط پایین، به‌تنهایی قادر به تامین آسایش حرارتی در دوره عملکرد دایم سه ماهه تابستان می‌باشد.