تحلیل حرارتی یک ساختمان نمونه با دیوارهای حاوی مواد تغییرفازدهنده در اقلیمهای مختلف

در تحقیق حاضر به تحلیل حرارتی یک اتاقک پیش ساخته (کانکس) نمونه با دیوارهای حاوی مواد تغییرفازدهنده پرداخته شده است. برای این منظور، معادلات حاکم شامل معادلات بقای انرژی برای دیوارها و معادله تعادل دمایی اتاق منفصل شده و سپس یک برنامه عددی بر اساس روش اختلاف محدود ضمنی تهیه شد. شبیه سازی با گام زمانی 60 ثانیه برای بازه زمانی یک سال برای پنج شهر مختلف ایران که نماینده پنج اقلیم متفاوت می-باشند، انجام گرفت. با استفاده از نتایج حل عددی تأثیر پارامترهای مختلف، از جمله پارامترهای اقلیمی، دمای ذوب ماده تغییرفازدهنده، ضخامت لایه ماده تغییرفازدهنده، دیوار محل قرارگیری ماده تغییرفازدهنده و نرخ تعویض هوای اتاق، بر روی دمای اتاق و ذخیره-سازی گرمای درون اتاق مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با استفاده از مواد تغییرفازدهنده می توان نوسانات دمای اتاق را تا 5 درجه سلسیوس کاهش داد، اما با این وجود میزان تأثیر مواد تغییرفازدهنده به شرایط اقلیمی وابسته است. با استفاده از نتایج شبیه سازی می توان نتیجه گیری نمود که برای فصول گرم ماده تغییرفازدهنده با دمای ذوب بالاتر (28 درجه سلسیوس) مناسب تر است در حالی که برای فصول سرد بهتر است ماده تغییرفازدهنده با دمای ذوب کمتر (22 درجه سلسیوس) انتخاب شود. همچنین برای اکثر شهرها تأثیر استفاده از ماده تغییرفازدهنده در سقف بیشتر از دیوارهای جنوبی، شمالی، شرقی و غربی می باشد. به علاوه، هرچه نرخ تعویض هوای اتاق کمتر باشد، تأثیر استفاده از مواد تغییرفازدهنده در کاهش نوسانات دمایی و صرفه جویی در مصرف انرژی، افزایش می-یابد.