بررسی عددی مواد تغییر فاز دهنده (PCM) بر عملکرد آبگرمکن خورشیدی صفحه تحت در شرایط ناپایدار و با نانو سیال

در مطالعه حاضر به منظور بررسی تاثیر مواد تغییر فاز دهنده بر عملکرد یک کلکتور خورشیدی در شرایط آب و هوایی ناپایدار (هوای ابری) در شهر تهران به شبیه سازی عددی کلکتور توسط نرم افزار فلئونت پرداخته شد. بدین منظور چهار سناریو مورد بررسی و شبیه سازی عددی قرار گرفت. در سناریو اول به بررسی عملکرد کلکتور خورشیدی در شرایط آب و هوایی پایدار شهر تهران بدون استفاده از ماده تغییر فاز دهنده، بررسی شد. نتایج نشان داد که کلکتور خورشیدی مورد نظر می تواند دمای آب را به ۳۸ درجه سانتیگراد برساند. در سناریو دوم برای بررسی تاثیر ناپایداری هوا و ابری شدن بر عملکرد کلکتور فرض گردید که تابش خورشیدی کاهش می یابد. نتایج نشان داد که با کاهش تابش خورشید دمای آب خروجی کلکتور از ۳۸ درجه سانتیگراد تا ۳۵ درجه کاهش می یابد. در سناریو سوم ابتدا تاثیر بکارگیری مواد تغییر فاز دهنده در عملکرد کلکتور در شرایط آب هوایی پایدار بررسی شد. بدین منظور سه نوع ماده تغییر فاز دهنده با دمای ذوب و انجماد متفاوت و همچنین گرمای نهان ذوب مختلف در کلکتور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بکارگیری ماده تغییر فاز دهنده درکلکتور موجب ذخیره سازی حرارت و افزایش دمای آب در زمان کاهش تابش خورشیدی به تا ۳۷ درجه سانتیگراد می شود. همچنین بکارگیری مواد تغیر فاز دهنده در شرایط آب هوایی ناپایدار موجب شد تا دمای آب به ۴۱ درجه سانتیگراد افزایش یابد. نتایج نشان داد که گرمای نهان ذوب ماده تغییر فاز دهنده و ظرفیت حرارتی آنها عامل مهمی در میزان حرارت ذخیره شده می باشد.

Keywords:

ماده تغییر فاز دهنده , کلکتور خورشیدی , شهر تهران , گرمای نهان ذوب , حرارت ذخیره شده