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 ارائه 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 مدل های 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 دائم 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 می آید. همچنین مشاهده شد که قطر بهینه مبدل تابعی از دبی جرمی و زمان عملکرد سامانه می باشد و به دمای خاک و دمای ورودی به مبدل وابسته نیست. پیشنهاد گردید برای تأمین دبی جرمی بزرگ، از چند مبدل با دبی جرمی کوچکتر استفاده شود که در این صورت دمای خروجی از مبدل کاهش می یابد؛ با استفاده از مدل حاضر می توان عمق و فاصله دفن مبدل ها 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، به تنهایی قادر به تأمین آسایش حرارتی در دوره عملکرد دائم سه ماهه تابستان می باشد.