تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,323 |
تعداد مقالات | 16,270 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,952,993 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,623,901 |
مدلسازی عددی ذخیرهسازی فصلی انرژی در اکیفر برای استفاده یک مجتمع مسکونی و بررسی اثرات اقتصادی و زیست محیطی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 19، دوره 47، شماره 3، آذر 1396، صفحه 169-178 اصل مقاله (883.54 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
هادی غائبی* 1؛ مهدی بهادری نژاد2؛ محمد حسن سعیدی2 | ||
1استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
2استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
اکیفرها (سفرههای آب زیرزمینی) ساختارهای متخلخلی هستند که محتوی و انتقالدهنده آب میباشند. فراوانی و پراکندگی این ساختارها آنها را برای ذخیرهسازی انرژی جالب توجه مینماید؛ بویژه سفرههای آب زیرزمینی محبوس که از بالا و پایین توسط لایههای نفوذناپذیر رسی محدود شده و از آب، اشباع میباشند. یک اکیفر محبوس با سرعت آب زیرزمینی بسیار پایین جهت تأمین نیازهای سرمایشی و گرمایشی یک مجتمع مسکونی در تهران در نظر گرفته شده است. سه نوع بهرهبرداری مختلف جهت استفاده از ذخیرهسازی فصلی انرژی حرارتی در اکیفر برای تامین نیاز گرمایشی و سرمایشی سالانه مجتمع بررسی شده است. این موارد شامل استفاده تنها از ذخیرهسازی انرژی در اکیفر برای سرمایش، تلفیق آن با کلکتورهای خورشیدی جهت گرمایش و تلفیق آن با پمپ حرارتی جهت سرمایش و گرمایش بوده است. برای ارزیابی اقتصادی از روش ارزیابی چرخه عمر استفاده شده است. نرم افزار Ret Screen برای ارزیابی زیستمحیطی بکار گرفته شده است. نتایج نشان دادند که از بین بهرهبرداریهای مختلف، استفاده تنها از ذخیرهسازی انرژی در اکیفر برای سرمایش دارای کمترین بازگشت سرمایه(41/2 سال) و کمترین میزان هزینه چرخه عمر(16000 دلار) بوده است. همچنین تلفیق ذخیرهسازی انرژی در اکیفر با پمپ حرارتی برای تأمین نیاز سرمایشی و گرمایشی کمترین میزان تولید گاز دیاکسید کربن(359 تن در سال) را داشته است. | ||
کلیدواژهها | ||
ذخیره سازی فصلی انرژی؛ ارزیابی اقتصادی؛ ارزیابی زیستمحیطی؛ کلکتور خورشیدی؛ پمپ حرارتی | ||
مراجع | ||
[1] Gaine K., Duffy A., A life cycle cost analysis of large-scale thermal energy storage technologies for buildings using combined heat and power, zero emission buildings - proceedings of Renewable Energy Conference, Trondheim, Norway, 2010.
[2] Bakema G., Snijders A. L., Nordell B., Underground Thermal Energy Storage, State of the Art Report, Arnhem, Netherlands, pp.83-89, 1995.
[3] Sanner B., Karytsas C., Menfrinos D., Rybach L., Current status of ground source heat pumps and underground thermal energy storage in Europe, Geothermics, Vol. 32, pp. 579–588, 2013.
[4] Dincer I., Rosen M. A., Thermal Energy Storage – Systems and Applications, Wiley, Chichester, 2002.
[5] Meyer C. F., Todd D. K., Heat storage wells” Water Well Journal, Vol. 10, pp. 35-41, 1973.
[6] Molz F. J., Warman J.C., Jones T.E., Aquifer storage of heated water: Part 1: A field experiment, Ground Water, Vol. 16, pp. 234-241, 1978.
[7] Papadopulos S. S., Larson S. P., Aquifer storage of heated water: Part 2: Numerical simulation of field results, Ground Water, Vol. 16, pp. 242-248, 1978.
[8] Parr D.A., Molz F.J., Melville J.G., Field determination of aquifer thermal energy storage parameters, Ground Water, Vol. 21, pp. 22-35, 1983.
[9] Andersson O., Hellstrom G., Nordell B., Heating and cooling with UTES in Sweden-current situation and potential market development, International Proceedings of the 9th international conference on thermal energy storage, Warsaw, Poland, vol. 1, pp. 359-366, 2003.
[10] Sanner B., Karytsas C., Mendrinos D., Rybach L., Current status of ground source heat pumps and underground thermal energy storage in Europe, Geothermics, Vol. 32, pp. 579-588, 2003.
[11] H.O. Paksoy, O. Andersson, S. Abaci, H. Evliya, B. Turgut “Heating and cooling of a hospital using solar energy coupled with seasonal thermal energy storage in an aquifer” Renewable Energy, Vol. 19, pp. 117-122, 2000.
[12] J.S. Dickinson, N. Buik, M.C. Matthews, A. Snijders “Aquifer thermal energy: theoretical and operational analysis” Geotechnique, Vol. 59, pp. 249-260, 2009.
[13] Novo V.A., Bayon R.J., Castro-Fresno D., Rodriguez-Hernandez R., Review of seasonal heat storage in large basins: water tanks and gravel water pits, Applied Energy, Vol. 87, pp. 390-397, 2009.
[14] Preene M., Powrie W., Ground energy systems: delivering the potential, Energy, Vol. 34, pp. 77-84, 2009.
[15] Umemiya H., Satoh Y., A cogeneration system for a heavy-snow fall zone based on aquifer thermal energy storage, Japanese Society of Mechanical Engineering, Vol. 33, pp. 757-765, 1990.
[16] Gao Q., Li M., Yu M., Spitler J.D., Yan Y.Y., Review of development from GSHP to UTES in China and other countries, Renewable Sustainable Energy Reviews, Vol. 13, pp. 1383-1394, 2009.
[17] Lee K.S., Performance of open borehole thermal energy storage system under cyclic flow regime, Journal of Geoscience, Vol. 12, pp. 169-175, 2008.
[18] Fan R., Jiang Y., Yao Y., Shiming D., Ma Z., A study on the performance of a geothermal heat exchanger under coupled heat conduction and groundwater advection, Energy, Vol. 32, pp. 2199-2209, 2007.
[19] Sethia V.P., Sharma S.K., Greenhouse heating and cooling using aquifer water”, Energy, Vol. 32, pp. 1414-1421, 2007.
[20] Sethia V.P., Sharma S.K., Experimental and economic study of a greenhouse thermal control system using aquifer water, Energy Conversion and Management, Vol. 48, pp. 306–319, 2007.
[21] Vanhoudt D., Desmedta J., Van Baela J., Robeynb N., Hoe H., An aquifer thermal storage system in a Belgian hospital: Long-term experimental evaluation of energy and cost savings, Energy and Buildings, Vol. 43, pp. 3657–3665, 2011.
[22] Zhua Y., Tao Y. and Rayegan R., A comparison of deterministic and probabilistic life cycle cost analyses of ground source heat pump (GSHP) applications in hot and humid climate, Energy and Buildings, Vol. 55, pp. 312–321, 2012.
[23] Hang Y., Qu M.and Zhao F., Economical- and environmental life cycle analysis of solar hot water systems in the United States, Energy and Buildings, Vol. 55, pp. 181–188, 2012.
[24] Kegel M., Sunye R.and Tamasauskas J., Life cycle cost comparison and optimization of different heat pump systems in the Canadian Climate, Proceedings of e-Sim: The Canadian Conference on Building Simulation, pp. 492-506, 2012.
[25] Bear J., Dynamics of fluids in porous media, pp. 450-510, Elsevier, Dover Publication, Inc., 1992.
[26] Bejan A., Convective Heat Transfer, Mc Graw Hill Press, New York, 1997.
[27] Hoffmann K.A., Chiang S.T., Computational Fluid Dynamic, Publication of Engineering education System, USA, 2000.
[28] Ghaebi H., Bahadori M.N. and Saidi M.H., Performance analysis and parametric study of thermal energy storage in an aquifer coupled with a heat pump and solar collectors, for a residential complex in Tehran, Iran, Applied Thermal Engineering, vol. 62, pp. 156-170, 2014.
[29] Schaetzle W.J., Thermal energy storage in aquifers, design and applications, Pergamon Press, 1980.
[30] Pehnt M., Dynamic life cycle assessment (LCA) of renewable energy technologies, Renewable Energy, Vol. 31, pp. 55–71, 2005.
[31] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.watt.pl/en.
[32] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.saravel. (In Persian)
[33] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.York.com.
[344] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.nigc.ir. (In Persian)
[35] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.tavanir.org.ir. (In Persian)
[36] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.ssi.co.ir (In Persian)
[37] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.damavandac.com. (In Persian)
[38] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.pumpiran.com. (In Persian)
[39] Price List, Accessed 30 May 2015; http://portal.tehranmobaddel.com. (In Persian)
[40] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.damatazhiz.com. (In Persian)
[41] Price List, Accessed 30 May 2015; http://www.heatpumpsuppliers.com.Q | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 525 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 375 |