طراحی‏، ساخت و تحلیل یک پمپ حرارتی زمین گرمایی

چکیده مقاله

با توجه به لزوم دست‌یابی به فن‌آوری تولید داخلی پمپ حرارتی به عنوان یک گام مهم در توسعه سیستم‌های زمین گرمایی، ضمن تدوین دانش فنی طراحی و ساخت یک نمونه پمپ حرارتی‏ عملکرد این پمپ در شرایط کاری مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه مورد نظر از نوع آب به آب و تک فصلی می‌باشد که بیش‌ترین تقاضا را برای تامین گرمایش زمستانی ساختمان¬ها داراست. بدین منظور، ابتدا انواع نمونه‌های تجاری پمپ‌های حرارتی متداول بررسی شده و با انتخاب یک نمونه پرفروش، ضمن دمونتاژ و بررسی اجزای آن برای نمونه‌سازی بومی، تحلیل‌های ترمودینامیکی، انتقال حرارتی و هیدرولیکی روی آن انجام شده است. سپس با در نظر گرفتن امکانات و قابلیت‌های بومی در تهیه اجزای نمونه پمپ حرارتی، نسبت به طراحی و ساخت یک نمونه با قابلیت کارکرد مطلوب و مصرف انرژی پایین، اقدام شده است. در ادامه نمونه ساخته شده، طبق استانداردهای معتبر مورد آزمون قرار گرفته و رفتار حرارتی و ضریب عملکرد نمونه ساخته شده، بررسی شده است. نتایج آزمون نشان دهنده عملکرد مطلوب پمپ حرارتی در محدوده دمایی 45-30 در خروجی کندانسور می¬باشد. در نهایت با نصب آن در یک ساختمان نمونه، عملکرد دستگاه در شرایط کارکرد واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این ارزیابی، ضریب عملکرد پمپ حرارتی با توجه به تغییر دمای خروجی آب خروجی از کندانسور، بین 4 تا 7 تغییر می¬کند.