بررسی تجربی بهینه سازی عملکرد آبگرمکن خورشیدی به کمک مواد تغییر فاز دهنده، pcm

با توجه به محدودیت منابع سوخت فسیلی و پیامدهای ناشی از بکارگیری آن ها از لحاظ تخریب محیط زیست، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در دهه های اخیر گسترش زیادی یافته است. یکی از منابع لایزال انرژی، انرژی خورشیدی است. کشور ایران با تابش خورشیدی متوسط سالانه 1016 مگاژول یکی از مناطق مستعد برای تبدیل و استفاده از انرژی تابشی خورشید است. تابش متناوب خورشید در طول شبانه روز، ذخیره ی انرژی گرمایی ناشی از آن را برای کاربرد انرژی گرمایی ناگزیر می کند. استفاده از انرژی گرمایی محسوس یک ماده ی ذخیره کننده - عمدتاً آب - به منظور ذخیره ی گرما، معمول ترین روش مورد استفاده است. بهره-گیری از گرمای نهان ناشی از تغییرفاز مواد تغییرفازدهنده (pcm) به همراه انرژی گرمایی محسوس از جمله روشهای نوین برای ذخیره-ی انرژی حرارتی است. کاهش زمان تولید آب گرم، نزدیکی دمای آب گرم تولیدی به دمای آب موردنیاز، چگالی انرژی گرمایی ذخیره شده در آبگرمکن، دوام آب گرم خروجی از مخزن و بازده قانون دوم ترمودینامیک مواردی است که میزان تغییر آنها با بکارگیری pcm در آبگرمکن تحقیق شده است. در این پژوهش از یک نمونه پارافین با خصوصیات موردنیاز، بعنوان یکی از مواد تغییرفازدهنده در سیستمهای خورشیدی، داخل کپسولهای کروی پلاستیکی در مخزن تانک دوجداره یک نمونه آبگرمکن خورشیدی مدل استفاده شده و تغییر عملکرد آبگرمکن با توجه به 5 معیار بررسی شده است. آزمایشها در دو دسته برای آبگرمکن مدل غیرفعال و فعال در شرایط تابشی متفاوت شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از آزمایش حاکی از بهبود عملکرد آبگرمکن در تمام موارد 5 گانه برای هر دو آبگرمکن فعال و غیرفعال است و بیشترین بهبود عملکرد در صورت کاربرد pcm برای آبگرمکن غیرفعال بدست آمده-است. میزان این بهبود برای سه مورد زمان تولید آب گرم، نزدیکی دمای آب خروجی به دمای موردنیاز و بازده قانون دوم ترمودینامیک برای آبگرمکن غیرفعال بیشتر از آبگرمکن فعال بدست آمده است.