شبیه سازی عددی میدان جریان و انتقال حرارت در یک اتاق با پانل سرمایش تشعشعی

با افزایش روز افزون جمعیت، توسعه و کاهش منابع انرژی، مصرف بهینه انرژی در همه زمینه ها از جمله در بخش ساختمان و سیستمهای گرمایش و سرمایش اهمیت پیدا نموده است. سیستم سرمایش تشعشعی یکی از روشهای مدرن در سرمایش ساختمانها می باشد، که در مقایسه با سایر سیستمهای سرمایشی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی، بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنین ساختمانها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد. در این تحقیق میدان جریان و توزیع دما در یک اتاق با پانل سرمایش تشعشعی، با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی عددی شده است. اتاقی با ابعاد 3×3×3 متر با دو دیوار خارجی (شرقی و شمالی)، پنجره ای به ابعاد 1×1 متر روی دیوار شرقی و سایر سطوح به عنوان جداره های داخلی، در نظر گرفته شده است. مدلسازی ها هم برای وضعیتی که تمام سقف یا تمام یک دیوار به عنوان پانل سرمایش تشعشعی باشد، انجام شده و نتایج با هم مقایسه شده اند. همچنین بررسی تاثیر حضور ساکنین با در نظر گرفتن یک مکعب در مرکز اتاق که از آن شار حرارتی ثابتی خارج می شود انجام شده است. به منظور بررسی تاثیر دمای طرح خارج نیز، مدلسازی ها برای دو شهر تهران و سمنان انجام شده است. سرعت هوا داخل اتاق ناچیز و جریان غیرقابل تراکم در نظر گرفته شده است. با حل معادلات حاکم (معادلات پیوستگی، مومنتم و انرژی) همراه با معادله تابش با استفاده از تقریب بوزینسک، مدل تشعشعی جهات مجزا، مدل k-? استاندارد و روش سیمپل، میدان جریان و دما بدست آمده است. نتایج حاکی است برای وضعیت قرارگیری پانل در سقف حداقل 58% از انتقال حرارت از پانل، بصورت تشعشعی صورت می گیرد. مچنین با استفاده از سیستم پانل سرمایش سقفی یا دیواری، توزیع دمای عمودی و افقی در اتاق تقریباً یکنواخت بوده و میانگین سرعت هوا در اتاق کمتر از 2/0 متر بر ثانیه می باشد. برای شرایط مطالعه شده در این تحقیق پانل سرمایشی دیواری، علیرغم مصرف کمتر انرژی، شرایط آسایش حرارتی را بهتر از پانل سرمایشی سقفی تامین نموده است.