ارزیابی عملکرد یک سیستم پمپ حرارتی زمین گرمایی ـ خورشیدی برای گرمایش یک گلخانه

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استادیار گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه کاشان

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مکانیک، دانشگاه گیلان

چکیده

در سال های اخیر با توجه به نیاز به منابع انرژی ارزان قیمت و نامحدود، انرژی های تجدید پذیر مورد توجه زیادی قرار گرفته‌اند. از انواع انرژی های تجدید پذیر و نامحدود می توان به انرژی زمین گرمایی و انرژی خورشیدی اشاره نمود که این انرژی ها در بیشتر مناطق دنیا از جمله کشور ایران در دسترس هستند. در کار حاضر، در نظر است که با استفاده همزمان از انرژی زمین گرمایی و انرژی خورشیدی، گرمایش گلخانه ای واقع در شهر رشت در چهار ماه سرد سال انجام شود و فاکتور عملکرد و بازدهی اگزرژی در این چهار ماه مورد ارزیابی قرار گیرد و در نهایت مقادیر تغییر این پارامترها با دمای آب ورودی به مبدل زمین گرمایی و دمای محیط بررسی گردد. به این منظور، با در نظر گرفتن یک سیکل ترمودینامیکی مناسب که از انرژی زمین گرمایی و انرژی خورشیدی به عنوان منبع گرما برای گرمایش گلخانه استفاده می کند و بررسی قوانین اول و دوم ترمودینامیک روی این سیکل (آنالیز انرژی و اگزرژی سیستم)، مقادیر فاکتور عملکرد و بازدهی اگزرژی در چهار ماه سرد سال بدست می آیند. نتایج نشان می-دهند که فاکتور عملکرد در ماه های ژانویه، فوریه، مارس و دسامبر به ترتیب برابر 3.048، 3.050، 4.136 و 4.205 و بازده اگزرژی نیز به ترتیب 78.00%، 78.01%، 78.58% و 78.62% بدست آمدند. همچنین با بررسی تأثیر دمای آب ورودی به مبدل زمین گرمایی روی فاکتور عملکرد و بازدهی اگزرژی، مشخص شد که با افزایش این پارامتر، فاکتور عملکرد و بازدهی اگزرژی افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


[1] امینیان، افسانه، عاقل، حسین، و عدالت، محمد حسین. ارزیابی مقایسه وضعیت کلͬ برخͬ انرژی های تجدید پذیر در ایران و جهان. .١٣٨٩
[2] Ozgener, Onder and Hepbasli, Arif. Experimental performance analysis of a solar assisted ground-source heatpump greenhouse heating system. Energy and Buildings,37(1):101–110, 2005.
[3] Singh, Narendra, Kaushik, SC, and Misra, RD. Exergeticanalysis of a solar thermal power system. Renewable energy, 19(1-2):135–143, 2000.
[4] Torres-Reyes, E and De Gortari, J Cervantes. Optimalperformance of an irreversible solar-assisted heat pump.Exergy, An International Journal, 1(2):107–111, 2001.
[5] Badescu, Viorel. First and second law analysis of a solarassisted heat pump based heating system. Energy Conversion and Management, 43(18):2539–2552, 2002.
[6] Izquierdo, M, De Vega, M, Lecuona, A, Rodriguez, P,de Energı́a, Unidad Asociada de Investigación, et al. Compressors driven by thermal solar energy: entropy generated, exergy destroyed and exergetic efficiency. Solar Energy, 72(4):363–375, 2002.
[7] Ozgener, Onder and Hepbasli, Arif. A parametrical studyon the energetic and exergetic assessment of a solarassisted vertical ground-source heat pump system usedfor heating a greenhouse. Building and Environment,42(1):11–24, 2007.
[8] Lubis, Luthfi I, Kanoglu, Mehmet, Dincer, Ibrahim, andRosen, Marc A. Thermodynamic analysis of a hybridgeothermal heat pump system. Geothermics, 40(3):233–238, 2011.
[9] İnallı, Mustafa and Esen, Hikmet. Experimental thermal performance evaluation of a horizontal ground-sourceheat pump system. Applied thermal engineering, 24(14-15):2219–2232, 2004.
[10] http://www.climate-charts.com/Locations/i/IR40719.php.