استفاده از لوله حرارتی در انتقال انرژی زمین گرمایی

محیط‏های طبیعی دارای منابع انرژی نامحدود انرژی در سطوح پایین انرژی هستند. چنین انرژی‏هایی بسیار ارزان و حتی در حد رایگان بوده و مزیت بهره‏برداری از آنها با افزایش هزینه‏ها و یا عدم دستیابی به منابع انرژی در سطوح بالای اگزرژی، افزایش می‏یابد. یکی از راه‏های بهره‏برداری از این منابع انرژی استفاده از پمپ‏های گرمایی است و یکی از مهمترین زمینه‏های تحقیقاتی در بررسی پمپ‏های گرمایی، تلاش در جهت افزایش راندمان این پمپ‏ها می‏باشد. از اکثر لوله‏های گرمایی نصب شده در سراسر جهان برای گرمایش منازل مسکونی استفاده می‏شود. در چنین مواردی معمولا تنها منابع طبیعی در دسترس هوا و یا خاک بوده و امکان استفاده از آب‏های سطحی و یا زیرزمینی وجود ندارد. لوله‏های حرارتی کوپل به زمین روشی کارآمد برای کاربردهای مختلف می‏باشند که در آنها به جای استفاده از هوای محیط، از زمین به عنوان چشمه و یا چاه انرژی استفاده می‏کنند. لوله های گرمایی قابلیت انتقال مقدار زیادی گرما در یک سطح مقطع کوچک را دارند،بطوریکه ضریب انتقال حرارت هدایت معادل آنها به علت استفاده از مکانیزم انتقال حرارت دو فازی تا چند صد برابر هادی ترین فلزات موجود می رسد.علاوه بر این انعطاف پذیری زیاد،ساختمان ساده،قابلیت کنترل آسان وبی نیاز بودن از هرگونه توان پمپاژ خارجی اهمیت استفاده از این وسیله را بیشتر کرده است.در این پایان نامه ما به بررسی انتقال حرارت درون لوله های زمین گرمایی می پردازیم و پس از استخراج کانتورهای مربوط به پارامترهای مختلف در دو هندسه در نظر گرفته شده، سایر پارامترهای کمی مورد بررسی قرار می‏گیرد. پارامتر سرعت ماکزیمم و میزان انتقال حرارت از لوله ‏های زمین گرمایی نیز مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اینکه در این مسئله با افزایش مقدار دمای سطح گرم، مقدار انتقال حرارت جابجایی طبیعی افزایش می‏کند، این امر با تغییر دادن مقدار دمای سطح داخلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که با افزایش مقدار دما، مقدار سرعت جریان و شار حرارتی افزایش می یابد. دلیل این رفتار می تواند ناشی از افزایش نیروی محرکه لازم برای انتقال حرارت باشد.