تحلیل عددی انتقال حرارت در سیستم های تهویه مطبوع آزاد بهبود یافته با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده

مواد تغییر فاز دهنده موادی هستند که با تغییر فاز از حالت جامد به مایع و بالعکس توانایی ذخیره و آزاد سازی انرژی گرمایی را دارا هستند. هنگامی که دمای این مواد به دمای ذوب میرسد با توجه به برخورداری ازگرمای نهان ذوب بالا طی یک فرآیند دما ثابت تغییر فاز می دهند و با تغییر در الگوی دمایی اتاق انرژی خود را آزاد می کنند. این کار ضمن کاهش مصرف انرژی باعث گرم کردن و یا خنک سازی ساختمان در فصول سرد و گرم سال می شود. دراین پژوهش یک تحلیل عددی بر روی انتقال حرارت در یک واحد ذخیره سازی انرژی حرارتی صورت گرفته است. واحد ذخیره سازی انرژی مورد بررسی در این پژوهش یک مبدل حرارتی پوسته و لوله می باشد که ماده تغییر فاز دهنده در پوسته به کار رفته است و هوا هم به عنوان سیال انتقال دهنده ی حرارت از داخل لوله عبور می کند. مدلسازی، شبکه بندی و محاسبات به کمک نرم افزار انسیس فلوئنت صورت گرفته است. مدل سازی هندسه برای بالا بردن میزان دقت به روش سه بعدی انجام گرفته است. همچنین اثر پارامترهای مختلف طراحی هندسه واحد ذخیره سازی و سرعت سیال گذرنده از مبدل مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج محاسبات نشان می دهد که موثرترین پارامترها عبارتند از قطر داخلی هندسه مبدل، سرعت ورودی سیال انتقال گرما و طول هندسه مبدل حرارتی. همچنین نتایج نشان می دهد که هر قدر قطر داخلی و سرعت ورودی کمتر در نظر گرفته شوند (که این عوامل هم با پایین بودن میزان دبی جرمی سیال انتقال دهنده ی حرارت نیز رابطه مستقیم دارند) میتوان به خنک کنندگی سیال انتقال حرارت هوا بیشتر کمک کرد. انتخاب طول بهینه مناسب برای هندسه مبدل که زمان ذوب شوندگی کامل هم در آن مشخص باشد به بهبود سرمایش آزاد در واحد ذخیره کننده گرمایی کمک می کند

کلیدواژه ها:

تحلیل انتقال حرارت ، سرمایش آزاد ، مواد تغییر فاز دهنده ، مخازن ذخیره انرژی