عملکرد پمپ حرارتی زمین گرمایی انبساط مستقیم دی اکسید کربن با استفاده از منبسط کننده و مبدل حرارتی داخلی

در این مقاله تاثیر استفاده از منبسط کننده و مبدل حرارتی داخلی در پمپ حرارتی زمین گرمایی انبساط مستقیم دی اکسیدکربن در سیکل فوق بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا مقایسه بین چهار سیکل انجام شده است: 1) سیکل با شیر انبساط 2) سیکل با منبسط کننده 3) سیکل با شیر انبساط و مبدل حرارتی داخلی 4) سیکل با منبسط کننده و مبدل حرارتی داخلی. حل عددی حاضر، بررسی عملکرد چهار سیکل تحت مطالعه در شرایط کارکرد مختلف را در دو مطالعه جداگانه انجام داده است. مطالعه اول شامل بار گرمایشی مشخص و مطالعه دوم شامل طول حلقه تبخیرکننده ثابت می باشد. با استفاده از این شبیه سازی، مشخصه هایی نظیر ضریب عملکرد، طول موردنیاز حلقه مبدل زمینی و ظرفیت حرارتی سیکل های تحت مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت پیش بینی عملکرد چهار سیکل تحت مطالعه، مطالعه ای بر تاثیر کمیت های مختلف انجام شده است. این کمیت ها شامل اختلاف دمای زمین با دمای خروجی تبخیرکننده، دما و دبی جرمی آب ورودی به خنک کننده گاز، طول خنک کننده گاز هستند. نتایج نشان می دهد که سیکل های شامل منبسط کننده همواره ضریب عملکرد بالاتری نسبت به سیکل های شامل شیر انبساط دارند. استفاده از مبدل حرارتی داخلی در سیکل شامل شیر انبساط همواره منجر به افزایش کمی در ضریب عملکرد می گردد. علاوه بر این بکارگیری مبدل حرارتی داخلی در سیکل شامل منبسط کننده اثر ناچیزی بر ضریب عملکرد دارد اما طول حلقه مبدل زمینی را کاهش می دهد.