بررسی عملکرد پمپ های گرمایی هیدرید فلزی دارای کمپرسور (CDMHHP) با استفاده از شبیه سازی عددی

Abstract

هیدریدهای فلزی به دلیل واکنش گرمازا و گرماگیر با هیدروژن می­توانند به منظور سرمایش و یا گرمایش محیط مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق توانایی سردسازی پمپ­های گرمایی بر پایه هیدریدهای فلزی دارای کمپرسور (CDMHHP) برای اولین بار با استفاده از یک مدل دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. تحقیقات گذشته بر روی CDMHHP ها تنها با استفاده از مدل یک بعدی صورت گرفته است. نتایج حاصل از شبیه­سازی با نتایج آزمایشگاهی در دسترس مورد مقایسه قرار گرفت و توافق خوبی بین آن‌ها مشاهده شد. سپس تأثیر نوع کمپرسور و آلیاژ جاذب هیدروژن بر عملکرد پمپ گرمایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بازدهی دستگاه به طور قابل توجهی به عملکرد کمپرسور وابسته بوده و استفاده از کمپرسور دو مرحله­ای در مقایسه با کمپرسور یک مرحله­ای می­تواند عملکرد دستگاه را بهبود بخشد. همچنین استفاده از دو نوع آلیاژ LaNi₅ و C5 نشان داد که در شرایط عملیاتی یکسان، آلیاژ C5 توان سردسازی بیشتری نسبت به LaNi₅ دارد که این نیازمند صرف هزینه بیشتر نیز می­باشد. در هنگامی که توان مصرفی دستگاه برای هر دو آلیاژ یکسان بود، پمپ گرمایی دارای آلیاژ LaNi₅ با استفاده از یک کمپرسور سه برابر بزرگ­تر توانست توان سردسازی معادل با پمپ گرمایی حاوی آلیاژ C5 حاصل کند.