An experimental study on thermal performance of geothermal heat exchanger to poultry farming in El Oued region

Abstract

In Algeria, there is currently a lack of research on ground-based air-heat exchanger (GAHE) technologies, which store heat in the soil. By allowing air to pass through a heat exchanger, the soil acts as a medium for storing heat or coolness. A detailed pilot study was conducted to investigate the thermal performance of ground-based air-heat exchangers in poultry houses. The study model was designed in a U-shape with 15 PVC pipes and an exhaust fan at the end. The study employed a comparative approach to evaluate the air quality inside hybrid and conventional poultry houses. The results showed that the air temperature exiting the heat exchanger remained stable, ranging between 24 and 27°C regardless of the ambient temperature, while the average efficiency of the ground-based air-heat exchangers was estimated to be between 91.13% and 92.56%. Meanwhile, the temperature produced in conventional poultry houses from combustion was close to that produced by the heat exchanger. Ground-based air-heat exchangers maintain moderate relative humidity thanks to the movement and circulation of air molecules generated by the fan. Air-to-ground heat exchangers play a positive role in poultry house ventilation, renewing the air supply within the poultry room during the study period, and allowing for controlled airflow. The application of geothermal energy systems in buildings in Algeria has a promising future due to the availability and natural nature of the resources. في الجزائر، يوجد حاليًا نقص في الأبحاث المتعلقة بتقنيات المبادلات الحرارية الهوائية الأرضية، التي تخزن الحرارة في التربة. فمن خلال السماح للهواء بالمرور عبر المبادل الحراري، تعمل التربة كوسيط لتخزين الحرارة أو البرودة. أُجريت دراسة تجريبية مفصلة للتحقق من الأداء الحراري للمبادلات الحرارية الهوائية الأرضية في حظائر الدواجن. ُصمم نموذج الدراسة على شكل حرف ،Uمزودًا بـ 15أنبوبًا من مادة PVCومروحة شفط في نهايته. استخدمت الدراسة منه ًجا مقارنًا لتقييم جودة الهواء داخل حظائر الدواجن الهجينة والتقليدية. أظهرت النتائج أن درجة حرارة الهواء الخارج من المبادل الحراري ظلت مستقرة، حيث تراوحت بين 24و 27درجة مئوية بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة، بينما قُدِّر متوسط كفاءة المبادلات الحرارية الهوائية الأرضية بين %91.13و .%92.56في الوقت نفسه، كانت درجة الحرارة الناتجة عن الاحتراق في حظائر الدواجن التقليدية قريبة من تلك الناتجة عن المبادل الحراري. تحافظ المبادلات الحرارية الهوائية الأرضية على رطوبة نسبية معتدلة بفضل حركة ودوران جزيئات الهواء التي تولدها المروحة. تؤدي المبادلات الحرارية بين الهواء والأرض دو ًرا إيجابيًا في تهوية حظائر الدواجن، إذ تُجدد تدفق الهواء داخلها خلال فترة الدراسة، وتتيح التحكم في تدفق الهواء. ويُب ِّشر استخدام أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية في المباني بالجزائر بمستقبل واعد نظ ًرا لتوافر هذه الموارد وطبيعتها الطبيعية