العوامل المؤثرة على تحسين أداء المبادل الحراري لدارة رانكن )المستخدمة في دارة الصيف والشتاء) اعتماداً على طاقة المياه الجوفية في في دمسرخو

الملخص

تعد أجهزة التدفئة والتكييف مستهلكاً رئيسياً للطاقة الكهربائية، لذلك تم اتباع تكنولوجيا الطاقات المتجددة لجعل هذه الأجهزة تعمل على مصدر طاقي متجدد ومستدام، كالمضخة الحرارية. ففي دمسرخو أفادت الدراسات السابقة أنه يمكن استخدام مياهها الجوفية في مضخة حرارية لأغراض التدفئة والتكييف وفق شروط هيدروجيولوجية وجيوكيميائية وجيوحرارية محددة. يركز البحث على أداء المبادل الحراري لمضخة حرارية (هواء-مياه جوفية) ذات دارة مغلقة، يوضع المبادل الحراري فيها داخل البئر، فيتم تحسين أداء المبادل من خلال تصميمه بما يناسب الشروط المحددة لاستغلال المياه الجوفية في دمسرخو مع دراسة العوامل المؤثرة على تحسين أدائه من أجل زيادة كفاءة المضخة وتقليل كلفة التصنيع. تم إجراء مجموعة من الحسابات التصميمية شملت: (التدفق الكتلي للهواء والمياه الجوفية، رقم رينولدز، مُعاملي انتقال الحرارة بالحمل للمياه الجوفية والفريون، نسبة زيادة معامل انتقال الحرارة الكلي للمبادل قبل وبعد الزعنفة، نسبة زيادة معامل انتقال الحرارة الكلي مع قيم مختلفة لكل من معامل الموصلية الحرارية للزعانف، ارتفاع المبادل، المسافة بين اللفات وخطوة الحلزون). وبعد الحصول على النتائج، تم وباستخدام برنامج Excel، عرضها في جداول وتمثيلها في رسوم بيانية.

تبين النتائج أن العامل ذو التأثير الأكبر على زيادة معامل انتقال الحرارة الكلي من العوامل المدروسة هو عرض الزعنفة بنسبة زيادة 3.9%، ثم يليه العامل قطر الأنبوب الداخلي بنسبة زيادة % 3.8، أما العامل الثالث من حيث الأولوية في التأثير فهو عدد لفات الأنبوب اللفائفي بنسبة زيادة 3.6%، في حين يتساوى العاملين خطوة الحلزنة وارتفاع الأنبوب في التأثير بنسبة زيادة 2.9% لكل منهما، أما العامل الأخير فهو معامل الموصلية الحرارية للزعانف عندما كانت نحاسية بنسبة زيادة 2.7%.