مدل‌سازی و بهینه‌سازی فنی و اقتصادی پمپ گرمایی با مبدل زمینی افقی

به دلیل محدود بودن منابع انرژی حاصل از سوختهای فسیلی، تلاش برای به کارگیری و گسترش استفاده از منابع نو و تجدیدپذیر انرژی مانند انرژی باد، نور خورشید، امواج دریا و انرژی زمین گرمایی در جهان هر روز بیشتر می شود. یکی از راه های بهره برداری از این منابعانرژی، استفاده از پمپهای گرمایی زمینی است. فرآیند طراحی پمپهای گرمایی زمینی، شامل مدلسازی سیستم و انتخاب بهینۀ پارامترهای مؤثر بر کارایی و هزینه های اولیه و کارکرد سیستم است . با توجه به تعداد زیاد متغیرهای مستقل طراحی در سیستم های مرتبط با مبدل های زمینی، محاسبات طراحی این سیستم ها حجیم و زمان برند. در مقالۀ حاضر، شیوه مدلسازی پمپ گرمایی زمینی با سیکل بستۀ مبدل زمینی افقی (HGHX) و استفاده از روش بهینه سازی . Nelder-Mead برای انتخاب پارامترهای طراحی ارائه شده است. برای انجام مد لسازی و بهینه سازی، برنامۀ کامپیوتری به زبان ویژوال بیسیک 6 تهیه شده و مدل سازی فنی و اقتصادی یک نمونه پمپ گرمایی با سیکل بستۀ مبدل زمینی افقی و بهینه سازی سیستم برای انتخاب پارامترهای طراحی انجام شده است. در این رابطه، با استفاده از روش بهینه سازی Nelder-Mead متغیرهای طراحی جهت حداقل شدن مجموع هزینه های اولیه و کارکرد سیستم( تابع هدف) محاسبه شده و نتایج ارائه گردیده است. به علاوه، تغییر مقادیر پارامترهای طراحی با تغییر شرایط اقلیمی و همچنین، تأثیر هریک از متغیرهای طراحی بر هزینۀ کلی سالیانۀ سیستم بررسی شده اند.

Keywords:

پمپ گرمایی زمینی , مبدل گرمایی زمینی افقی , مدل‌سازی ترمودینامیکی , بهینه‌سازی فنی و اقتصادی