بهینه سازی انرژی در یک ساختمان با استفاده از تغییر فاز مواد

از آنجا که ساختمان ها در بخش خانگی و تجاری، حدود 40% انرژی کل کشور را مصرف می کنند، امروزه تحقیقات فراوانی پیرامون روش های بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان انجام می گیرد. یکی از این روش ها که در واقع سبب ذخیره سازی انرژی گرمایی می گردد، استفاده از موادی است که با نام pcm معرفی می شوند. این مواد به هنگام تغییر فاز جامد - مایع، در دمای ثابت، مقدار زیادی انرژی گرمایی را به صورت گرمای نهان در خود ذخیره می کنند. در این پژوهش، نحوه ی عملکرد pcm در دو کاربرد مختلف با استفاده از روش cfd مورد بررسی قرار می گیرد. یکی از این کاربردها بررسی عملکرد سه pcm مختلف در سقف یک ساختمان در شهر سمنان در فصل تابستان است. نتایج نشان می دهند pcm با دمای ذوب و گرمای نهان مناسب، در کاهش دمای ساختمان موثرتر است. همچنین استفاده از pcm برای کنترل دمای فتوولتائیک مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از سلول های فتوولتائیک برای بهینه سازی انرژی در ساختمان در سال های اخیر گسترش یافته است، اما با افزایش دمای فتوولتائیک ها، بازده آنها کاهش می یابد، بنابراین استفاده از pcm ها مفید بوده و باعث جلوگیری از افزایش دمای آنها می شود. یکی از فواید این کاربرد، بهبود عملکرد ضعیف pcm در انتقال گرما است که از طریق قرار دادن پره های فلزی درون pcm انجام می گیرد. برای این منظور دو سیستم فتوولتائیک – pcm مدل سازی شده اند، در یک سیستم دو پره ی فلزی مستطیل شکل درون pcm قرار گرفته است و در سیستم دیگر سلول های فلزی به شکل مثلث، حاوی دو pcm با دمای ذوب مختلف هستند. نتایج نشان می دهند با استفاده از pcm با دمای ذوب مناسب، دمای فتوولتائیک نزدیک به دمای مشخصه اش که °c 25 است، باقی مانده و در نتیجه بازده عملکرد آن بهبود می یابد.