بهینهسازی مبدل حرارتی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده

در اکثر سیستم های گرمایشی رایج، گرما به روش الکتریکی و یا از طریق آب گرم یا هوای گرم فراهم می شود. سیستم های گرمایش خورشیدی که با هوای گرم کار می کنند دارای مزایای خاصی هستند. در این سیستم ها می توان با فراهم کردن هوای تازه و عبور آن از کلکتور هوایی خورشیدی جهت تهویه مطبوع در ساختمان بهره برد. یکی از مشکلات استفاده از هوا بعنوان واسطه انتقال حرارت این است که هوا بخاطر ظرفیت حرارتی پایین قادر به ذخیره سازی مقدار بسیار کمی انرژی در خود می باشد. از سوی دیگر اختلاف زمانی بین مصرف گرما و انرژی حرارتی خورشیدی در دسترس در سیستم های مذکور یک مشکل جدی محسوب می شود. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده بخاطر چگال ذخیره انرژی حرارتی بالا و اثر کنترل کننده دمای هوا مورد استفاده در چنین سیستم هایی بسیار امیدبخش است و این امر در بسیاری از پروژه های تحقیقاتی شرکت های تولیدکننده سیستم های گرمایشی خورشید مورد توجه است. می دانیم که نیاز به انرژی از دیرباز تاکنون به عنوان اصلی ترین نیاز روزمره بشر بحساب می آید و آنچه همواره با واژه انرژی همراه است، سیستم ذخیره ساز انرژی است. مواد تعییر فاز دهنده دارای پتانسیل های کاربردی گوناگونی در صنایع مختلف می باشند و ذخیره سازی گرما و سرما را به منظور مصرف در زمان های بعدی فراهم می کنند. با توجه به اهمیت این موضوع، در این مطالعه یک سیستم ذخیره کننده انرژی حرارتی بصورت عددی، با استفاده از نرم افزار فلوئنت با روش المان محدود در یک مبدل حرارتی پوسته لوله، مورد بررسی قرار گرفته است. اثر اضافه کردن یک ردیف لوله درونی، در دو چیدمان مختلف و تغییر فاصله ی بین لوله ها بر انتقال حرارت را، در فرآیند شارژ بررسی می کند. افزودن تعداد ردیف لوله از یک به دو در مبدل حرارتی، تاثیرگذاری لوله های گرمایی در تقویت عملکرد حرارتی مواد تغییر فاز دهنده را، نشان می دهد