Loading...

Effect of Ground Thermal Recovery Using Daily Temperature Difference on Performance of Ground Source Heat Pump

Sedaghat, Ali | 2020

1022 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 53037 (08)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Mechanical Engineering
  6. Advisor(s): Hakkakifard, Ali
  7. Abstract:
  8. Ground Source Heat Pumps (GSHP), as a renewable source heating, ventilating, and air conditioning (HVAC) technology, has the highest energy efficiency among different heat pump types. One of the major drawbacks of GSHPs is the long-term ground temperature variations as a result of heat accumulation or depletion in the ground. This contribution puts forward a novel ground thermal recovery system for horizontal ground heat exchangers in a hot climate. The proposed recovery system consists of open-loop horizontal Ground-Air Heat Exchangers (GAHEs) that are buried between the horizontal Ground-Water Heat Exchangers (GWHEs). A fan supplies ambient air to the GAHE pipes when the soil around GWHE pipes is warmer than the ambient air, to remove the accumulated heat from the ground. A three-dimensional quasi-steady Computational Fluid Dynamics (CFD) model of the system is developed. This model is then used to evaluate the five years’ performance of the GSHP system with the proposed thermal recovery system for space cooling of a residential house in a hot desert climate. Moreover, the effect of various geometrical parameters, i.e., GWHE length, GWHE pipe spacing, GWHE buried depth, and GAHE pipe diameter on the system performance, are investigated. It is demonstrated that, by deploying the proposed recovery system, the five-year average annual Coefficient of Performance (COP) of the system can be increased by up to 20.2 %. Moreover, applying the proposed recovery system not only enhances the ground thermal recovery but also improves the maximum cooling load that can be supplied to the building per unit land area. Furthermore, it is demonstrated that by applying the proposed recovery system, the average annual COP of the system gradually increases; however, it decreases for the GSHP without a recovery system
  9. Keywords:
  10. Grounad Source Heat Pump ; Horizontal Ground Heat Exchanger ; Ground Heat Exchanger ; Hot Climate Zones ; Ground Thermal Recovery ; Ground-Air Heat Exchanger

 Digital Object List

 Bookmark

  • 1 فصل اول: معرفی پژوهش
    • 1-1 مقدمه
    • 1-2 پمپ حرارتی
    • 1-3 پمپ حرارتی منبع زمینی
    • 1-4 مبدل حرارتی زمینی
    • 1-5 تغییر دمای زمین
    • 1-6 اهداف پروژه
    • 1-7 مروری بر فصلهای پایاننامه
  • 2 فصل دوم: پیشینه پژوهش
    • 2-1 مقدمه
    • 2-2 عوامل طراحی مبدل حرارتی
    • 2-3 خصوصیات حرارتی خاک
    • 2-4 کارکرد متناوب
    • 2-5 استفاده از انرژی خورشیدی
    • 2-6 تأمین همزمان آب گرم و سرمایش/گرمایش
    • 2-7 بازیابی حرارت اتلافی
    • 2-8 استفاده از هوای محیط
    • 2-9 نتیجهگیری
  • 3 مدلسازی
    • 3-1 مقدمه
    • 3-2 توصیف سیستم
    • 3-3 فرضیات مدلسازی
    • 3-4 معادلات حاکم
    • 3-5 شرایط مرزی
    • 3-6 شرط اولیه
    • 3-7 استقلال از شبکه
    • 3-8 اعتبار سنجی
      • 3-8-1 مبدل حرارتی آبی زمینی
      • 3-8-2 مبدل حرارتی هوایی زمینی
  • 4 فصل چهارم: مطالعه موردی
    • 4-1 مقدمه
    • 4-2 اطلاعات آب و هوایی
    • 4-3 بار ساختمان
    • 4-4 پارامترهای مبدل حرارتی
  • 5 فصل پنجم: نتایج
    • 5-1 مقدمه
    • 5-2 مدل پایه بدون سیستم بازیابی حرارتی
    • 5-3 تعیین شرط بازیابی حرارتی
    • 5-4 مقایسه مدل پایه با سیستم بازیابی حرارتی در مقابل بدون سیستم بازیابی حرارتی
    • 5-5 تأثیر پارامترهای هندسی مبدل حرارتی
      • 5-5-1 طول مبدل حرارتی
      • 5-5-2 فاصله بین لولههای مبدل حرارتی
      • 5-5-3 عمق قرارگیری مبدل حرارتی
      • 5-5-4 قطر لولههای مبدل حرارتی هوایی
      • 5-5-5 خلاصه
  • 6 فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادها
    • 6-1 نتیجهگیری
    • 6-2 پیشنهادها
  • 7 مراجع
  • 1 مقدمه
  • 2 توصیف سیستم
  • 3 مدلسازی
    • 3.1 معادلات حاکم
    • 3.2 شرایط مرزی
    • 3.3 شرط اولیه
    • 3.4 استقلال از شبکه
    • 3.5 اعتبار سنجی
      • 3.5.1 مبدل حرارتی آبی زمینی
      • 3.5.2 مبدل حرارتی هوایی زمینی
  • 4 مطالعه موردی
  • 5 نتایج
    • 5.1 مدل پایه بدون سیستم بازیابی حرارتی
    • 5.2 تعیین شرط بازیابی حرارتی
    • 5.3 مقایسه مدل پایه با سیستم بازیابی حرارتی در مقابل بدون سیستم بازیابی حرارتی
    • 5.4 تأثیر پارامترهای هندسی مبدل حرارتی
      • 5.4.1 طول مبدل حرارتی
      • 5.4.2 فاصله بین لولههای مبدل حرارتی
      • 5.4.3 عمق قرارگیری مبدل حرارتی
      • 5.4.4 قطر لولههای مبدل حرارتی هوایی
      • 5.4.5 خلاصه
  • 6 نتیجهگیری
  • 7 مراجع
...see more