بهبود عملکرد سیستم ذخیره‌ی انرژی آبگرمکن خورشیدی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده

Abstract

مواد تغییر فاز دهنده (PCMs) در آبگرمکن های خورشیدی برای ذخیره مقدار اضافی انرژی گرمایی موجود در طول ساعات آفتابی می‌تواند استفاده ‌شود. هدف از مطالعه‌ی حاضر، بررسی عملکرد سیستم آبگرمکن خورشیدی با لوله‌ی گرمایی، به‌همراه سیستم ذخیره‌ی انرژی حاوی مواد تغییر فاز دهنده (PCMs) است. در این مطالعه یک مخزن گالوانیزه استوانه‌ای با کویل دوگانه‌ی مارپیچ و حاوی PCM، به عنوان یک واحد ذخیره‌ی انرژی گرمایی عمل می‌کند. از پارافین به عنوان PCM و از آب به عنوان مایع انتقال حرارت (HTF) برای انتقال گرما از مخزن آبگرمکن به لوله‌های مارپیچ و از آنجا به مخزن ذخیره‌ی انرژی،‌ استفاده می شود. آزمایشات فرآیند شارژ و تخلیه در روزهای آفتابی و در شرایط عملیاتی واقعی انجام می شود. اهمیت تغییرات دمایی مایع انتقال حرارت HTF و ماده‌‌ی تغییر فاز دهنده PCM و نیز بازه‌ی تغییرات، مورد بحث قرار گرفته و متغیرهای عملکردی انرژی شارژ و تخلیه و بازده انرژی حرارتی مورد مطالعه واقع شده است. بازده شارژ محاسبه شده، %7/75 و بازده واحد ذخیره-ی انرژی برای فرآیند تخلیه، %61.1 بدست آمد. PCM، 2700 کیلوژول گرما را در 70 دقیقه برای دمای ورودی HTF 80 درجه‌ی سانتیگراد در حین شارژ، ذخیره کرد و 1650 کیلوژول گرما را در 50 دقیقه در دمای HTF ورودی 25 درجه سانتیگراد و 42 لیتر در دقیقه در واحد ذخیره، تخلیه‌ی انرژی کرد. از آزمایشها مشخص شد که PCM، عملکرد سیستم را، با افزایش بازده انرژی شارژ و راندمان حرارتی مخزن ذخیره‌ی آب گرم، بهبود می‌بخشد.

Keywords

• "انرژی خورشیدی"
• "ماده‌ی تغییر فاز دهنده"
• "مخزن ذخیره‌ی انرژی"
• "شارژ"
• "تخلیه‌ی انرژی"