Numerical simulation of a coupled geothermal pavementsystem with event-based pump control

Artan küresel enerji talebi, sürdürülebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi artırmıştır. Jeotermal enerjinin kullanımı, erişebilirliği ve tükenmez doğası sayesinde bu talebi karşılamak için etkin bir alternatif sunmaktadır. Jeotermal enerjinin ¸çeşitli uygulamaları arasında, yenilikçi bir kullanım alanı da kaldırım sistemlerinin buzdan arındırılmasıdır. Bu çalışma, kış koşullarında bir jeotermal kaldırım sisteminin performansını değerlendirmek amacıyla COMSOL Multiphysics yazılımı kullanılarak sayısal bir simülasyon gerçekleştirmeyi amaçlamaktadır. Bir enerji kazığı, yol yüzeyine kapalı devre boru ağı aracılığıyla bağlanmıştır. Yol yüzeyinde buz oluşumunu ¨önlemek amacıyla, ısı taşıyıcı borular dolaşan bir akışkan vasıtasıyla yer altından yol yüzeyine ısı transferi sağlamaktadır. Heat Transfer in Porous Media, Heat Transfer in Pipes ve Pipe Flow fizik modüllerinin birlikte kullanımı, daha gerçekçi bir ısıl ve akışkan dinamiği simülasyonuna olanak tanımaktadır. Yüzey sınırlarında güneş radyasyonu, rüzgâr ve gizli ısı transferi gibi ¸çevresel faktörler modele dahil edilmiştir. Pompa ¸çalışması, yol yüzeyi ve ortam sıcaklıklarına bağlı olarak Events arayüzü ile kontrol edilmiştir. Geleneksel yaklaşımda yol yüzeyi ve enerji kazığı ayrı ayrı incelenmekte olup, bu durum hacimler arası ısı transferinin etkisini göz ardı etmektedir. Bu çalışma ise, bu iki bileşeni kapalı devre bir sistemle birleştirerek hacimler arası ısı etkileşimini dikkate alan birleşik bir model sunmakta ve performans değerlendirmesinin doğruluğunu artırmaktadır.