مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تحلیلی سرمایش مستقیم زمینی با استفاده مخزن ذخیره زمینی در شرایط آب‌وهوایی شهر تبریز

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس
2 هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این مقاله استفاده از یک مخزن ذخیره زمینی کروی به‌عنوان چاه حرارتی ساختمان با کاربری مسکونی و اداری در شرایط آب‌وهوای شهر تبریز موردبررسی قرارگرفته است. برای بررسی انتقال حرارت تبادل یافته بین سیال داخل مخزن ذخیره و خاک اطراف آن‌، یک مدل تحلیلی جدیدی ارائه‌شده است. به‌طوری‌که در داخل مخزن معادله حاکم انتقال حرارت از روابط مقاومت ظرفیت به‌دست‌آمده و در خارج از مخزن معادله انتقال حرارت هدایتی گذرا در مختصات کروی و در راستای شعاعی در نظر گرفته‌شده است. ساختمان نمونه در نرم‌افزار انرژی پلاس و مخزن ذخیره زمینی در نرم‌افزار متلب شبیه‌سازی‌شده‌اند. درنهایت این دو به هم کوپل شده‌اند و عملکرد سیستم سرمایش زمینی موردبررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می‌دهد ابعاد مخزن ذخیره کروی تأثیر بسزایی در تأمین آسایش اتاق دارد. به‌طوری‌که برای یک ساختمان نمونه یک قطر بهینه مخزن ذخیره کروی وجود دارد که در آن ساعات عدم آسایش، کمینه است. با کمتر شدن قطر مخزن از قطر بهینه ساعات عدم آسایش به‌شدت افزایش می‌یابد. همچنین در قطر‌‌‌های بیشتر از قطر بهینه ساعات عدم آسایش به مقدار ناچیزی افزایش می‌یابد. همچنین در ساختمان با کاربری اداری قطر بهینه کمتر از ساختمان با کاربری مسکونی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analytical Study of Direct Cooling System Using Underground Energy Storage Tank in Climatic Condition of Tabriz City

نویسندگان English

Asgar Minaei 1
Mehdi Maerefat 2
چکیده English

In this paper, using of the spherical ground storage tank as a heat sink for cooling of the residential and office buildings in the climatic condition of Tabriz city is studied. For computing the heat transferred between the underground storage tank and the soil around it a new analytical solution is presented. Inside the storage tank, the analogy between thermal and electrical conduction is used for deriving heat balance equations. In ground around the storage tank, the transient conduction heat transfer equation in spherical coordinates is considered. The Sample building envelope is simulated in EnergyPlus and the storage tank and fan coil is simulated in Matlab software. Finally the building and the underground storage tank is linked together and the performance of the direct cooling system is investigated. Results show that the dimension of the storage tank has significant effect on the comfort condition of the building. For a building there is an optimum diameter that thermally discomfort hours is minimum. With decreasing the storage tank optimum diameter the discomfort hours increases significantly. Using storage tank with larger diameters than optimum diameter the discomfort hours increases very slightly. Also results shows that the optimum diameter for office building is lower than the residential building.

کلیدواژه‌ها English

Underground Energy Storage Tank
Analytical Solution
Optimum diameter
Tabriz city