طراحي سيستم تهويه آزاد با تكنولوژي ذخيره‌سازي انرژي حرارتي نهان با مواد تغيير فاز دهنده

كارشناسي ارشد

بخش خانگي و تجاري حدود 40 درصد از كل انرژي جهان را مصرف كرده و يك سوم از گازهاي گلخانه‌اي را توليد مي‌كند، كه بخش قابل‌توجهي از اين انرژي، صرف گرمايش، سرمايش و تهويه مطبوع ساختمان مي‌گردد. به‌علاوه افزايش جمعيت و مدرنيزه شدن شهرها، همواره افزايش تقاضاي مصرف انرژي در بخش تهويه مطبوع جهت افزايش فاكتور آسايش ساختمان‌ها را در پي دارد. با توجه به افزايش قيمت سوخت‌هاي فسيلي و همچنين نگراني راجع به اثرات زيست‌محيطي اين سوخت‌ها، استفاده از سيستم‌هاي ذخيره‌ساز انرژي حرارتي به ‌منظور مصرف بهينه‌ي انرژي، امري ضروري است. از مزاياي ذخيره‌سازي انرژي حرارتي نهان، مي‌توان به چگالي ذخيره‌سازي انرژي بالا و تغيير دماي خيلي كم حين ذخيره‌سازي حرارت اشاره نمود. ذخيره‌ي سرماي محيط بيرون در طول شب و آزادسازي اين سرماي ذخيره‌شده در طول روز به درون ساختمان، تحت عنوان تهويه آزاد شناخته مي‌شود. از بزرگ‌ترين مزاياي سيستم تهويه آزاد با واحد ذخيره‌ساز حرارت نهان، كاهش مصرف انرژي الكتريكي و در نتيجه صرفه‌جويي در هزينه‌ها و كاهش توليد دي‌اكسيد كربن است. در اين پروژه محاسبه‌ي بار برودتي يك اتاق از ساختمان در شهر تبريز با استفاده از نرم‌افزار كرير انجام شد. سپس تحليل عددي سيستم تهويه آزاد با ذخيره‌سازي حرارت نهان به كمك پارافين تجاري RT24 در نرم‌افزار فلوئنت انجام شده و تاثير دما و سرعت هواي ورودي به مبدل حرارتي در طول فرايند ذوب و انجماد بررسي شد. نتايج نشان مي‌دهد فرايند شارژ RT24 در طول شب با دماي متوسط °C 19 محيط، به مدت 4 ساعت انجام مي‌شود. سپس در طول ساعات گرم روز (16 الي 19 بعد از ظهر)، سيستم تهويه‌ي رايج اتاق خاموش شده و از پتانسيل تهويه آزاد براي ايجاد سرمايش به مدت 3 ساعت استفاده مي‌شود. ميزان هوادهي سيستم m3/h 420 بوده و به طور متوسط 2/1 كيلووات برودت در هر ساعت به اتاق تزريق مي‌شود. از ديدگاه اقتصادي در يك ماه از تابستان به ميزان 6/9 كيلووات ساعت در مصرف برق يك خانه صرفه‌جويي شده و توليد دي اكسيد كربن به ميزان 91/6 كيلوگرم كاهش مي‌يابد. همچنين مدت زمان بازگشت سرمايه در زمينه‌ي به كارگيري اين سيستم توسط دولت حدود 3 سال مي‌باشد.

189342

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست

دكتر روح اله احمدي