بررسی استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در دیواره هواکش خورشیدی به منظور تهویه طبیعی فضای یک اتاق

Abstract

در این پژوهش، استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (پی‌سی‌ام‌ها) در دیواره‌ی هواکش خورشیدی، به‌روش تحلیلی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای شبیه‌سازی پدیده تغییر فاز در پی‌سی‌ام از مدل ظرفیت حرارتی موثر استفاده شده است. معادلات بقای انرژی برای هواکش خورشیدی و دیواره‌ی ذخیره‌ساز انرژی در حالت گذرا و برای بازه‌ی زمانی 120 ساعت نوشته و توسط یک کد حل شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد ذخیره‌سازی انرژی به‌صورت نهان، امکان تهویه 24 ساعته را توسط سامانه حتی در شار خورشیدی پایین 350 وات بر مترمربع فراهم می‌کند. همچنین مشاهده می‌شود استفاده از پی‌سی‌ام به‌جای بتون در دیواره ذخیره‌ساز موجب کاهش ضخامت دیواره از 200 میلی‌متر به 40 میلی‌متر و نیز کاهش نوسان دبی جرمی در کانال می‌شود. در این پژوهش همچنین اثرات خواص ترموفیزیکی و ضخامت پی‌سی‌ام بر روی عملکرد سامانه (تعداد دفعات تعویض هوا در ساعت) بررسی شده است. مشاهده می‌شود که به ازای یک شار معین، پی‌سی‌ام با نقطه ذوب پایین‌تر، ذخیره‌سازی بیش‌تر انرژی به‌صورت نهان را به دنبال دارد ولی به دلیل بالا رفتن دمای لایه سطحی پی‌سی‌ام پس از ذوب شدن، نوسان بیش‌تری در دبی کانال ایجاد می‌گردد. نتایج همچنین نشان می‌دهد که افزایش ضریب هدایت حرارتی و نیز افزایش گرمای نهان ذوب پی‌سی‌ام به ازای شار ورودی معین، تا حدی موجب بهبود عملکرد سامانه خواهد شد ولی پس از آن، افزایش بیش‌تر این دو عامل، تاثیری بر عملکرد سامانه ندارد.