بررسی عددی سرمایش ساختمان های مجهز به سقف استوانه ای به وسیله مبدل زمین به هوا

در تحقیق حاضر، سامانه سرمایش ترکیبی شامل مبدل حرارتی زمین به هوا (کانال زیرزمینی هوا) و سقف استوانه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. در سامانه پیشنهادی، مبدل حرارتی زمین به هوا به عنوان سامانه سرمایش غیرفعال و سقف استوانه ای به عنوان تهویه گر طبیعی، برای تحقق شرایط آسایش حرارتی و نیز تامین بار برودتی مورد نیاز ساختمان در شهر سمنان استفاده شده اند. ابتدا هوای بیرون با عبور از روی سقف سرعت گرفته و کاهش فشار آن باعت تخلیه هوای داخل ساختمان می گردد که این خلا نسبی در اتاق هوای خنک شده در کانال زیرزمینی را به داخل ساختمان وارد می کند و باعث سرمایش اتاق می شود. شبیه سازی جریان هوا در مبدل حرارتی زمین به هوا، سقف استوانه ای و اتاق توسط نرم افزار فلوینت به صورت سه بعدی حل شد، برای این کار ساختمان و مبدل حرارتی در یک کانال به ابعاد 120×40×40 متر به عنوان فضای محاسباتی قرار داده شده اند. سپس با داده های به دست آمده، دمای خروجی از مبدل حرارتی زمین به هوا به صورت عددی با کد رایانه ای متلب محاسبه گردید و در نهایت دمای نهایی اتاق به دست آورده شد. نتایج نشان می دهد که سامانه معرفی شده توانایی برقراری شرایط آسایش حرارتی را با 2 لوله Lr=7.15 و dr=0.082 برای فضای مورد بررسی در شهر سمنان را داراست. همچنین با توجه به نتایج به دست آمده، گشودگی مناسب برای دهانه سقف برابر Ar=0.082 است. در این تحقیق، اثر عوامل مختلف بر میانگین دمای اتاق مانند سرعت باد، قطر گشودگی دهانه سقف، قطر، طول و تعداد لوله های مبدل حرارتی زمین به هوا بررسی شد.