تاثیر رطوبت خاک بر عملکرد و راندمان سامانه زمین‏ گرمایی در دو حالت حلقه باز و بسته در سرمایش گلخانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 مهندسی بیوسیستم

10.22034/saps.2024.61526.3217

چکیده

مقدمه و اهداف: یکی از منابع انرژی قابل‏دسترس در تمام نقاط دنیا، انرژی گرما‏زمینی سطحی می‏باشد. هدف از انجام این آزمیش، ارزیابی تاثیر نحوه چرخش هوا و مقدار رطوبت خاک اطراف لوله انتقال هوا بر دمای هوای خروجی، راندمان و ضریب عملکرد یک سامانه زمین گرمایی سطحی در سرمایش گلخانه بود.
مواد و روش‏ها: آزمایش به صورت کرت‏های خرد‏شده در قالب طرح بلوک‏های کامل‏ تصادفی در چهار تکرار در تیر و مرداد 1401 در اراک انجام شد. رطوبت خاک اطراف لوله در دو سطح 10 و 25 درصد، به عنوان کرت اصلی و دو نوع چرخش هوای حلقه باز و بسته، به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شد.
نتایج: میانگین دمای هوای خروجی، راندمان و ضریب عملکرد سامانه در رطوبت خاک 25 درصد به ترتیب °C5/23 ، 94/0 و 3/5 بود در حالی که میانگین این صفات در رطوبت خاک 10 درصد به ترتیب °C6/25 ، 84/0 و 9/5 بود. دمای هوای خروجی در هر دو سامانه حلقه‏باز و بسته تقریبا یکسان بود. در روش حلقه‏بسته با افزایش اختلاف دمای هوای ورودی و خروجی سامانه، مقدار توان تولید‏شده و مقدارضریب عملکرد سامانه در مقایسه با روش حلقه باز بیشتر می باشد
یافته‏ها: با افزایش دمای هوای ورودی، ضریب عملکرد و راندمان سامانه افزایش می یابد. با افزایش رطوبت خاک، دمای هوای خروجی سامانه کاهش می یابد که به دنبال آن، راندمان و ضریب عملکرد سامانه افزایش می‏یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation the effect of soil moisture on the performance and the efficiency of an open or closed loop geothermal system in a sample greenhouse

نویسندگان [English]

  • Mohsen Soleymani 1
  • Mostafa Kiani Deh-Kiani 2
  • Abolfazl Hedayatipour 1
1 Department of Biosystems Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
2 Department of Biosystems Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده [English]

Background & Objective: One of the accessible renewable energy sources in all parts of the world is surface geothermal energy. The objective of this experiment was evaluation the effect of the type of air circulation and soil moisture around the air transmission pipe on the output air temperature, efficiency and coefficient of performance (COP) of a shallow geothermal system in the cooling of greenhouse.
Materials and Methods: A split plot experiment in the form of randomized complete blocks was conducted in a experimental greenhouses located in Arak region in four replications, from July to August 2022. The main plots were the soil moisture contents around the air transmission pipe at two levels of 25% and 10%, and sub plots were two types of air circulation, including open loop and closed loop.
Results: The results showed that The average outlet air temperature, efficiency and the COP, at the soil moisture content of 25% and 10% were 23.5°C, 0.94, 5.3 and 25.6, 0.84, 5.9 respectively. The outlet air temperature in open and closed systems was almost the same. In the closed loop method, by increasing of temperature difference between the inlet and outlet air, the produced power and the performance coefficient are higher compared to the open loop method.
Conclusion: The higher the ambient air temperature, the higher the COP and efficiency of the system. As soil moisture around the air transmission pipe increases, the output temperature of the system decreases. Therefore, the efficiency and COP of the system increases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Renewable Energies
  • Sustainability
  • Air to Earth Heat Exchanger
  • Shallow Geothermal
  • Pre- Cooling