بررسی تجربی شارژ پارافین واکس همراه با نانوذرات در یک مبدل حرارتی دو لوله‌ای خارج از مرکز برای ذخیره انرژی در یک آبگرمکن خورشیدی

Abstract

کاربرد‌سیستم‌ذخیره‌انرژی‌حرارتی‌با‌استفاده‌از‌گرمای‌نهان‌ذوب‌مواد‌تغییر‌فاز‌دهنده‌یکی‌از‌روش‌های‌مؤثر‌و‌کارآمد‌برای‌ ذخیره‌انرژی‌در‌آبگرمکن‌های‌خورشیدی‌است.‌این‌مقاله‌مربوط‌به‌پژوهشی‌تجربی‌است‌که‌در‌هفته‌اول‌شهریور‌سال‌‌93در‌دانشگاه‌ صنعتی‌جندی‌شاپور‌دزفول‌انجام‌شده‌است.‌در‌این‌پژوهش‌ابتدا‌دو‌مبدل‌حرارتی‌دو‌لوله‌ای‌خارج‌از‌مرکز‌با‌خروج‌از‌مرکزهای‌متفاوت‌ ساخته‌شده‌است‌و‌هر‌کدام‌به‌صورت‌مجزا‌در‌مدار‌یک‌سیستم‌آبگرمکن‌خورشیدی‌اجباری(پمپی)‌قرار‌گرفته‌اند‌که‌این‌سیستم‌خود‌شامل‌ یک‌کلکتور‌خورشیدی‌صفحه‌تخت‌و‌یک‌مخزن‌ذخیره‌و‌یک‌پمپ‌گردش‌دهنده‌آب‌گرم‌است.‌از‌میان‌لوله‌داخلی‌این‌مبدل،‌آبی‌که‌ توسط‌کلکتور‌خورشیدی‌گرم‌می‌شد‌عبور‌می‌کرد‌در‌حالی‌که‌در‌پوسته‌این‌مبدل‌پارافین‌واکس‌به‌عنوان‌ماده‌تغییر‌فاز‌دهنده‌که‌به‌آن‌ نانوذرات‌اکسید‌مس‌برای‌افزایش‌ضریب‌هدایت‌حرارتی‌اضافه‌شده‌بود‌قرار‌داشت.‌در‌این‌مقاله‌به‌بررسی‌تجربی‌تأثیر‌نانوذرات‌اکسید‌ مس‌و‌همچنین‌اثر‌خارج‌از‌مرکز‌بودن‌بر‌فرایند‌شارژ‌پارافین‌واکس‌به‌عنوان‌ماده‌تغییر‌فاز‌دهنده‌و‌همچنین‌ذخیره‌انرژی‌در‌اثر‌تغییر‌این‌ دو‌پارامتر‌پرداخت‌شده‌است.‌نتایج‌تجربی‌نشان‌داد‌که‌در‌مبدل‌حرارتی‌با‌خروج‌از‌مرکز‌‌1اینچ‌حاوی‌پارافین‌واکس‌با‌‌3درصد‌نانوذرات،‌1 درصد‌نانوذرات‌و‌بدون‌نانوذرات‌به‌ترتیب‌پارافین‌واکس‌در‌ساعات‌‌16:20‌،15:20‌،14:20به‌نقطه‌ذوب‌رسیده‌است‌و‌مبدل‌حرارتی‌ با‌خروج‌از‌مرکز‌‌1اینچ‌در‌مقایسه‌با‌مبدل‌حرارتی‌با‌خروج‌از‌مرکز‌‌0/5اینچ‌که‌هر‌دو‌حاوی‌پارافین‌واکس‌با‌‌3درصد‌نانوذرات‌بودند‌به‌ ترتیب‌در‌ساعات‌‌14:20و‌‌15:40به‌نقطه‌ذوب‌پارافین‌واکس‌رسیدند.‌در‌واقع‌می‌توان‌گفت‌که‌با‌پایین‌آوردن‌لوله‌داخلی‌مبدل‌حرارتی‌ و‌افزودن‌نانوذرات،‌می‌توان‌فرایند‌ذوب‌شدن(شارژ)‌پارافین‌واکس‌و‌همچنین‌ذخیره‌انرژی‌حرارتی‌و‌کارایی‌مبدل‌حرارتی‌را‌به‌صورت‌ قابل‌ملاحظه‌ای‌بهبود‌بخشید.