ساخت آب گرمکن ژئوترمال
دهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده‌اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.
نام ایده: ساخت آب گرمکن ژئو ترمال
نام ارائه دهنده/دهندگان: فاطمه بایرامی
زمینه و نوع پروژه: عملی/ طراحی و ساخت
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: آل طه
در فصل های پاییز و زمستان همیشه نیاز به دستگاه های زیادی جهت گرم و خنک کردن منازل، شرکت ها و ساختمان ها وجود دارد. و انرژی زیادی جهت به تعادل رسیدن دما در این ایام صرف می شود. در زمستان ها زمانی که هوا بسیار سرد است از چند وسیله گرم کننده جهت معتدل کردن دمای هوا استفاده می شود و در تابستان نیز جهت خنک کردن هوا همین مقدار انرژی صرف می گردد. لذا دانش آموزان به این فکر افتادند که با استفاده از انرژی زمین به معتدل کردن دمای منازل در فصل های مختلف کمک کنند. آن ها برای این امر از بمب ژئوترمال استفاده کردند.
پمپ گرمایی ژئوترمال:
واژه ژئو در زبان یونانی به معنی زمین و ترمال هم از کلمه therme به معنای گرما گرفته شده.
پمپ ژئوترمال از فواید این پدیده علمی استفاده می کند که بیان می کند "زمین بین عمق های 1/5 تا 3 متری، تقریباً همیشه دماهای ثابتی دارد (همیشه بین 7 تا 23 درجه سانتیگراد).
بسته به عرض جغرافیایی این مقدار دما متفاوت است. دستگاه پمپ ژئوترمال یا دمای منبع زمین، از یک پمپ حرارتی، لوله های حلقه‌ای شکل (که گاهی مبدل زمینی نامیده می شود) و مایعی که داخل این پمپ ها و لوله ها جریان دارد، تشکیل شده است. مایع می تواند آب یا مخلوطی از آب و ضدیخ باشد. پمپ حرارتی، در داخل ساختمان نصب می شود و لوله های حلقه‌ای شکل همان طور که در شکل زیر نشان داده شده، در بیرون ساختمان، زیر سطخ زمین خاک می شوند.
نحوه کار دستگاه ژئوترمال
در زمستان که هوا خارج از ساختمان گرم است، مایع درون لوله های حلقه‌ای شکل شروع به چرخش می کند و گرمای زیر زمین را جذب خود می کند. وقتی مایع گرم شده به سطح زمین و پمپ های حرارتی می رسد، گرمای مایع، به هوای اطراف لوله ها توسط این پمپ ها انتقال پیدا می کند، در ادامه سیستم های رادیاتورهای معمولی ساختمان، این گرما را به بقیه جاهای ساختمان منتقل می کنند و دوباره پمپ حرارتی، مایع خنک شده (گرمای خود را به هوا داده) رابه عمق زمین می فرستد و این چرخه به همین صورت ادامه پیدا می کند تا زمانی که دمای ساختمان به درجه حرارت دلخواه برسد.
در تابستان وقتی هوای بیرون ساختمان گرم‌تر از دمای عمق زمین است، این دستگاه برعکس کار می کند و گرمای هوا توسط مایع درون لوله های حلقه‌ای شکل، جذب شده و توسط پمپ حرارتی، به عمق زمین فرستاده می شود. و مایع در آنجا در تماس با زمین، خنک شده و به ساختمان برمی گردد.
استفاده از زمین برای گرم کردن یا خنک کردن منازل و ادارات، استفاده از نوعی انرژی سبز و منابع تجدیدپذیر انرژی است که کاملاً طبیعی بوده و در صورت استفاده از آن بزودی دوباره پر می شود.
روش کار
1. ابتدا زمین را به عمق 1 تا 3 متر حفر می کنیم.
2. داخل یخدان یونولیتی قطعات یخ می اندازیم و اطراف آن را با عایق دو لایه پوشانده سپس پمپ آکواریوم را درون آن می اندازیم، به پمپ آکواریوم 2 لوله ورودی وخروجی وصل وسپس آب یخ به درون زمین پمپ می شود وآب خروجی آب گرم است.
دانش آموزان با انجام این پروژه به این نتیجه دست یافتند که می توان از گرمای درون زمین نیز استفاده بهینه کرد و با استفاده از انرژی گرمایی زمین باعث کمتر مصرف شدن سوخت های فسیلی، کاهش آلودگی، کاهش روند گرم شدن کره زمین و کمک به حفظ محیط زیست شد.
وسایل مورد نیاز:
1. بیل ترانشه
2. تخته چوبی
3. یخدان یونولیتی
4. عایق دولای براق
5. پمپ آب استخری با توان 800 لیتر در ساعت
6. لوله هوای آکواریوم 1.5 اینچی به مقدار 10 متر
7. کرنومتر
8. کاتر
9. لوله های ابری عایق بندی 3.4 اینچی به مقدار 2 متر
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: مهدی رحمانی
تنظیم: نسرین صادقی
