بررسی عددی سرمایش ساختمانهای مجهز به سقف استوانه ای به وسیله مبدل زمین به هوا

محورهای موضوعی : انرژی های نو

سعید اسدی ¹ , احد عابدینی ²

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران
2 - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

تاریخ دریافت : 1395/03/07 تاریخ پذیرش : 1395/03/08 تاریخ انتشار : 1395/03/01

کلید واژه: مبدل حرارتی زمین به هوا, سقف استوانه‌ای, غیرفعال, تهویه,

چکیده مقاله :

در تحقیق حاضر، سامانه سرمایش ترکیبی شامل مبدل حرارتی زمین به هوا و سقف استوانه‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است. در سامانه پیشنهادی، مبدل حرارتی زمین به هوا به عنوان سامانه سرمایش غیرفعال و سقف استوانه‌ای به عنوان تهویه‌گر طبیعی، برای تحقق شرایط آسایش حرارتی و نیز تامین بار برودتی مورد نیاز ساختمان در شهر سمنان استفاده شده‌اند. ابتدا هوای بیرون با عبور از روی سقف سرعت گرفته و کاهش فشار آن باعت تخلیه هوای داخل ساختمان می‌گردد که این خلا نسبی در اتاق هوای خنک شده در کانال زیرزمینی را به داخل ساختمان وارد می‌کند و باعث سرمایش اتاق می‌شود. شبیه‌سازی جریان هوا در مبدل حرارتی زمین به هوا، سقف استوانه‌ای و اتاق توسط نرم‌افزار فلوئنت به صورت سه‌بعدی حل شد، برای این کار ساختمان و مبدل حرارتی در یک کانال به ابعاد 120×40×40 متر به عنوان فضای محاسباتی قرار داده شده‌اند. سپس با داده‌های به ‌دست آمده، دمای خروجی از مبدل حرارتی زمین به هوا به صورت عددی با کد رایانه‌ای متلب محاسبه گردید و در نهایت دمای نهایی اتاق به دست آورده شد. نتایج نشان می‌دهد که سامانه معرفی شده توانایی برقراری شرایط آسایش حرارتی را با 2 لوله Lr=7.14 و dr=0.082 برای فضای مورد بررسی در شهر سمنان را داراست. همچنین با توجه به نتایج به دست آمده، گشودگی مناسب برای دهانه سقف برابر Ar=0.082 است. در این تحقیق، اثر عوامل مختلف بر میانگین دمای اتاق مانند سرعت باد، قطر گشودگی دهانه سقف، قطر، طول و تعداد لوله‌های مبدل حرارتی زمین به هوا بررسی شد.

چکیده انگلیسی:

In this study, a hybrid cooling system, including ground-to-air heat exchanger and a cylindrical roof is studied. In the proposed system, the ground-to-air heat exchanger cooling system passive system and cylindrical roof as natural ventilation, to achieve thermal comfort conditions and also supplies the required cooling load of the building in the city of Semnan have been used.The outside air is then passed over the roof, increasing speed and reducing pressure leads to indoor air is evacuated where the relative vacuum in the room leads to cool air in underground channels conducted into the building. Simulation of three-dimensional air flow in the heat exchanger surface-to-air, cylindrical roof and the room was solved by Fluent software. For this building and the heat exchanger in a channel with dimensions 120 × 40 × 40 meters have been placed as computing space. The data, ground-to-air outlet temperature of the heat exchanger was calculated numerically with MATLAB computer code and finally the temperature was brought to the room. The results show that the system with 2 tube dr = 0.082 for the space Lr = 7.14 can be abstain comfort condition in Semnan. Also according to the results, opening for the roof span is Ar = 0.082. In this study, the effect of different factors such as wind speed, average room temperature, the aperture diameter of roof, diameter, length and number of tubes ground-to-air heat exchanger was investigated.