17249

134 گلپايگان

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1398

93ص.: مصور، جدول، نمودار

سعيد جاني

1400/11/23

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1400/11/23

131

چكيده نياز گسترده انسان به منابع انرژي همواره از مسائل اساسي در زندگي بشر بوده است. منابع انرژي در جهان به دو دسته منابع تجديد¬پذير و منابع تجديد¬¬¬ناپذير تقسيم بندي مي¬شوند. از آنجا كه سوخت¬هاي فسيلي (منابع تجديد¬ناپذير) روزي به اتمام خواهند رسيد و با توجه به مزاياي انرژي¬هاي تجديد¬پذير و افزايش روزافزون قيمت انرژي و همچنين آلودگي هوا و نياز به جايگزين مناسب براي سوخت¬هاي فسيلي، استفاده از اين نوع انرژي در حال و آينده امري انكار¬ناپذير است. انرژي زمين گرمايي يكي از انواع انرژي هاي تجديد¬پذير است كه كاربرد¬هاي فراواني بويژه در تهويه مطبوع ساختمان¬ها دارد. با توجه به اين اصل كه دماي زمين در طول سال تقريباً ثابت است، مي توان از اين انرژي براي تهويه ساختمان استفاده كرد. با توجه به كاركرد پايدار سيستم پمپ زمين گرمايي و پتانسيل فراوان منابع زميني، اين سيستم ها در مقايسه با ساير سيستم هاي سرمايشي و گرمايشي متداول، عملكرد بهتري داشته و به لحاظ زيست محيطي، با محيط سازگار هستند. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي فني و اقتصادي سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي در حالت عمودي و افقي مي باشد. ابتدا يك سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي در حالت¬هاي افقي و عمودي با كمك نرم افزار متلب طراحي مي شود. طول بدست آمده براي مبدل حرارتي عمودي و افقي به ترتيب، 2398 متر و 4704 متر مي باشد. سپس با استفاده از نرم افزار رت اسكرين روش مناسبتر از نظر اقتصادي از بين سيستم پمپ حرارتي زمين گرمايي افقي و عمودي مشخص شده و در نهايت مدت زمان بازگشت سرمايه به واسطه صرفه جويي ساليانه در هزينه برق مصرفي بدست مي آيد. نتايج حاكي از آن است كه مدت زمان بازگشت سرمايه براي پمپ حرارتي زمين گرمايي با ظرفيت يكسان در حالت افقي برابر با 3/9 سال و در حالت عمودي برابر 8/21 سال مي باشد، بنابراين از نظر اقتصادي حالت افقي مقرون به صرفه ترخواهد بود.

Abstract The widespread human need for energy resources has always been one of the key issues in human life. Energy sources in the world are divided into two categories: renewable and non-renewable. Since fossil fuels (non-renewable sources) will run out of time and due to the benefits of renewable energies and the ever-increasing price of energy as well as air pollution and the need for suitable fossil fuels, the use of this type of energy in the present and future are undeniable. Geothermal energy is one of the types of renewable energy that has many applications especially in air conditioning of buildings. Given that the Earthʹs temperature is almost constant throughout the year, this energy can be used to ventilate the building. Due to the stable operation of the geothermal pump system and the great potential of ground resources, these systems perform better than other conventional cooling and heating systems and are ecologically compatible with the environment. The purpose of this study is to investigate the technical and economical geothermal heat pump system in vertical and horizontal mode. First, a geothermal heat pump system is designed in horizontal and vertical positions with the help of MATLAB software. The length obtained for vertical and horizontal heat exchangers are 2398 meters and 4704 meters, respectively. Then, using RetScreen software, the most economically feasible method is determined from the horizontal and vertical geothermal heat pump system and finally the return period on capital is obtained through annual savings in the cost of consumed electricity. The results show that the return period for the geothermal heat pump with the same capacity in horizontal mode is 9.3 years and in vertical mode is 21.8 years, so it will be more economical.

سعيد جاني