Phân tích kinh tế và hiệu suất của hệ thống bơm nhiệt nguồn nước ngầm cho các tòa nhà chung cư cao tầng với xem xét ứng dụng thực tế
Economic and performance analysis of ground source heat pump system for high-rise residential buildings considering practical applications
Tác giả: Youngsik Kwon, Sangmu Bae, Hobyung Chae, Yujin Nam
Ngày đăng tải: 09/11/2023
DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.10.086
Hệ thống bơm nhiệt nguồn nước ngầm (GSHP) đang được áp dụng trong nhiều loại công trình để giảm thiểu lượng carbon và xây dựng không tiêu tốn năng lượng. Các tòa nhà chung cư lớn chưa thấy sự sử dụng rộng rãi của hệ thống GSHP do thiếu hướng dẫn thiết kế và phương pháp vận hành cụ thể. Trong khi các hướng dẫn thiết kế cho các công trình tổng quát có sẵn từ các tổ chức hoặc hội, có sự khan hiếm về các hướng dẫn thiết kế và vận hành có xem xét đến mô phỏng động với điều kiện cư dân và điều kiện tải chi tiết. Nói chung, việc quan trọng là phải tối ưu hóa thiết kế dung lượng hệ thống phù hợp và dự đoán hiệu suất chính xác để phân tích kinh tế. Do đó, trong nghiên cứu này, mô hình mô phỏng năng lượng động đã được xây dựng bằng cách xem xét điều kiện của cư dân và vận hành hệ thống và phân tích mức khả thi kinh tế và hiệu suất hệ thống một cách định lượng. Hơn nữa, phân tích dựa trên khoảng hoạt động thực tế đã được tiến hành để so sánh với các hệ thống thông thường, hệ thống địa phương (DH) và hệ thống bơm nhiệt điện (EHP). Hiệu suất của bơm nhiệt đã cải thiện lên đến 12.6% dựa trên các yếu tố thiết kế hệ thống GSHP. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống GSHP cao hơn 51.5–84.7% so với hệ thống DH và EHP, chi phí vận hành hàng năm của nó thấp hơn 20.8–33.1%. Trong đó, trao đổi nhiệt nguồn nước ngầm có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất, trong khi dung tích bể chứa nhiệt lượng có ảnh hưởng lớn nhất đến chi phí vận hành hàng năm, điều này tương đồng với những kết quả nghiên cứu trước đó. Về phát thải carbon, lượng khí CO2 phát thải hàng năm của hệ thống GSHP thấp hơn 49.1% so với hệ thống hiện tại. Nghiên cứu làm nổi bật rằng hệ thống GSHP có thể đạt được hiệu suất cao, hiệu quả kinh tế và phát thải CO2 thấp dựa trên phương pháp thiết kế. Ngoài ra, nghiên cứu mang lại cái nhìn quý báu về thiết kế hệ thống GSHP, cung cấp dữ liệu khả thi định lượng và so sánh chúng với hệ thống làm nhiệt và làm lạnh truyền thống, xem xét đến các yếu tố chi phí thực tế.
Link: Science Direct
