سیستم های دالان زمین گرمایی: مروری جامع بر طراحی، عملکرد و کاربردهای موردی در گلخانه های ایران

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

1 عضو هیات علمی پژوهشگاه نیرو پژوهشگاه نیرو

2 عضو هیات علمی گروه انرژی های تجدیدپذیر، پژوهشکده انرژی و محیط زیست، پژوهشگاه نیرو.

10.22059/ses.2025.393932.1136

چکیده

استفاده از دالان‌های زمین‌گرمایی به‌عنوان یکی از روش‌های کارآمد در تأمین گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع، در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، عملکرد این سیستم‌ها از طریق بررسی نمونه‌های اجرایی در کشورهای مختلف و تحلیل نتایج، مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر این اساس، مهم‌ترین عوامل مؤثر بر کارایی این سیستم‌ها شامل جنس لوله‌ها، عمق دفن، طول و قطر کانال‌ها، نوع و رطوبت خاک اطراف، ضریب هدایت حرارتی خاک و سرعت جریان هوا می باشند. انتخاب بهینه هر یک از این پارامترها نقش تعیین‌کننده‌ای در بهبود انتقال حرارت بین هوا و زمین و افزایش بازدهی سیستم دارد. نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان می‌دهد که بهره‌برداری اصولی از دالان‌های زمین‌گرمایی منجر به صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف انرژی، بهبود پایداری دمایی فضا و کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی می‌شود. همچنین، عملکرد این سیستم‌ها در تعدادی از گلخانه‌های کشور مورد بررسی قرار گرفته و اثرات مثبت آن در کاهش هزینه نهایی تولید محصول و افزایش بهره‌وری انرژی به اثبات رسیده است. در برخی از پروژه های اجرا شده در گلخانه های کشور، با تغییر 10 درجه ای دما باعث صرفه جویی در مصرف انرژی تا 70 درصد، و افزایش کمیت و کیفیت محصول شده اند. این موضوع موجب تمایل بخش خصوصی به سرمایه‌گذاری در این حوزه شده است. با توجه به هزینه اولیه نسبتاً پایین، نیاز اندک به تعمیر و نگهداری و بازده مناسب در شرایط طراحی مطلوب، دالان‌های زمین‌گرمایی به‌عنوان راهکاری پایدار و اقتصادی برای تأمین انرژی گلخانه ها در مناطق مختلف ایران مطرح است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Earth to Air Heat Exchanger systems: A Comprehensive Review of Design and Performance with Case Applications in Iranian Greenhouses

نویسندگان [English]

  • DAVAR EBRAHIMI 1
  • Shahriar Bozorgmehri 2
1 Faculty member, Renewable Energy Department, Energy and Environment Research Center, Niroo Research Institute (NRI), Tehran, Iran.
2 Faculty member, Renewable Energy Department, Energy and Environment Research Center, Niroo Research Institute (NRI), Tehran, Iran.
چکیده [English]

The use of Earth-to-Air Heat Exchangers (EAHX) has increasingly been recognized as an effective and innovative approach for providing heating, cooling, and ventilation in various built environments. This study evaluates the performance of these systems through an analysis of implemented projects in different countries and examines the outcomes of their operation. Key parameters influencing the efficiency of EAHX systems include pipe material, burial depth, duct length and diameter, surrounding soil type and moisture, soil thermal conductivity, and air flow rate. Optimal selection and design of these parameters significantly enhance system efficiency and optimize heat exchange between air and the ground. The findings of this research demonstrate that the proper implementation of EAHX systems can lead to substantial energy savings, improved indoor thermal stability, and reduced environmental pollutants. Moreover, the performance of these systems has been examined in several greenhouses across the country, where their positive effects on reducing final production costs and increasing energy efficiency have been confirmed. In some implemented greenhouse projects, a temperature change of 10°C resulted in up to 70% energy savings, along with improvements in the quantity and quality of the crops. This has encouraged private sector investment in this field. Given the relatively low initial cost, minimal maintenance requirements, and high efficiency under proper design conditions, EAHX systems can serve as a sustainable and economical solution for greenhouse energy supply in various regions of Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Earth to air Heat Exchanger
  • Greenhouse
  • energy efficiency