بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد مواد تغییر فازی (PCM) برای خنک سازی رایگان ساختمان

امروزه با توجه به افزایش نیاز به انرژی و محدودیت سوخت های فسیلی به عنوان منابع رو به اتمام و آلاینده محیط زیست، نیاز به استفاده از منابع تجدید ناپذیر بیشتر احساس می شود. یکی از انرژی هایی که کاربرد آن رو به افزایش است انرژی حرارتی است. در این پژوهش کاربرد مواد تغییر فازی در سیستم های سرمایش و گرمایش برای بهبود شرایط آسایش حرارتی ساکنان در فصول گرم در ساختمان با استفاده از فرآیند خنک سازی آزاد و به منظور ذخیره سازی و مصرف بهینه انرژی پرداخته شده است. برای این منظور نوع جدیدی از سیستم های تهویه با استفاده از نرم افزار کامسول مولتی فیزیکس، اتاقی دارای پنکه سقفی، چراغ و فردی ساکن شبیه سازی شد و بازه گسترده ای از شبیه سازی عددی در شرایط عملیاتی و محیطی مختلف صورت پذیرفت و برای اعتبارسنجی شبیه سازی از نتایج تحقیقات جیمز و همکاران کمک گرفته شده است. در ابتدا با به جریان انداختن پنکه سقفی بدون ماده تغییر فازی، توده های هوا با نیروی ایجاد شده توسط پنکه در داخل اتاق به حرکت در آمد که همین امر سبب یکنواخت تر شدن پروفایل دمایی و افزایش ناچیز دمای اتاق گردید. استفاده از پنکه سقفی دما را در بازه 2/25-4/23، رطوبت نسبی 84-75 و PPD را در بازه 23-5 قرار داد. با افزایش سرعت پنکه و سرعت هوای گردشی، مقادیر PMV از 6/0- به 9/0- رسید. سپس شبیه سازی سیستم با ماده تغییر فازی، سبب کاهش دمای اتاق در سرعت مشابه با سیستم بدون مواد تغییر فازی گردید؛ به طوری که PMV در محدوده 6/0- تا 1- قرار گرفت. در 24 ساعت، استفاده از مواد تغییر فازی سبب کاهش مصرف انرژی در ساعات پیک مصرف گردید و مقادیر PMV در بازه شرایط خنکی بیش تری قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

ماده تغییر فازی ، گرمای نهان ، ذخیره سازی انرژی گرمایی ، مدل سازی ، سرمایش رایگان ، انتقال حرارت ، کامسول