Tiến bộ trong trao đổi nhiệt đất cho hệ thống sưởi và làm mát không gian: Đánh giá và triển vọng
Advances in ground heat exchangers for space heating and cooling: Review and perspectives
Tác giả: Ping Cui, Weibo Yang, Wenke Zhang, Ke Zhu, Jeffrey D. Spitler, Mingzhi Yu
Ngày đăng tải: 26/09/2023
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2022.10.002
Là một nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng nhiệt đất đã được sử dụng rộng rãi để cung cấp sưởi và làm mát không gian cho các tòa nhà. Hiệu suất nhiệt độ của trao đổi nhiệt đất (GHE) đóng vai trò quan trọng đối với hiệu suất hoạt động của các hệ thống bơm nhiệt từ nguồn đất (GSHP). Bài báo này trình bày một đánh giá toàn diện về các phát triển và tiến bộ của ba loại GHE, bao gồm trao đổi nhiệt đất từ giếng khoan đứng (VBGHE), GHE từ chồng (PGHE), và GHE từ giếng khoan sâu (DBGHE) hiện đang phổ biến trong các hệ thống GSHP lớn. Đầu tiên, các mô hình phân tích được đề xuất để phân tích quá trình trao đổi nhiệt của VBGHE với các điều kiện địa chất khác nhau được tóm tắt, như đất đồng nhất hoặc không đồng nhất, có hoặc không có sự trở chất nước dưới đất. Các mô hình số và mô hình bước thời gian ngắn và các biện pháp để cải thiện hiệu suất nhiệt của GHE cũng được xem xét. Thứ hai, một tóm tắt về các tiến bộ nghiên cứu trong PGHE được cung cấp, bao gồm các mô hình trao đổi nhiệt của PGHE, ảnh hưởng của cấu trúc hình học, chế độ hoạt động, khoảng cách giữa các cọc, sử dụng vật liệu chuyển đổi pha (PCM), các thuộc tính nhiệt của PCM, hành vi nhiệt cơ và/hoặc hiệu suất nhiệt của PGHE. Hiệu ứng của hướng và tốc độ dòng nước dưới đất lên PGHE cũng được tóm tắt ngắn gọn. Cuối cùng, các mô hình của ba loại DBGHE, tức là DCGHE (trao đổi nhiệt đất dạng co-axial sâu), DUGHE (trao đổi nhiệt đất U-bend sâu) và SLGHP (ống dẫn nhiệt siêu dài) được xem xét. Cơ sở vật lý của các mô hình phân tích khác nhau được mô tả chi tiết và cũng được mô tả ưu và nhược điểm của chúng. Tiến bộ trong mô hình số hóa và cải thiện tốc độ tính toán của mô hình số hóa của DCGHE, mảng DCGHE và DUGHE được tóm tắt. Bài đánh giá cung cấp một nguồn tham khảo có ý nghĩa cho các nghiên cứu tiếp theo về GHE.
Link: Research Gate
