کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / ششمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

مروری بر عوامل تأثیرگذار در بهینه‌سازی ذخیره انرژی حرارتی در مواد تغییر فاز دهنده

نویسندگان :

حمیدرضا بهرامی¹ مهزیار قائدی²

1- دانشگاه صنعتی قم 2- دانشگاه صنعتی قم

کلمات کلیدی :

انرژی تجدید پذیر،ماده تغییر فاز دهنده،گرمای نهان،مدیریت انرژی،انتقال حرارت

چکیده :

ذخیره انرژی حرارتی در سامانه‌های حرارتی که توسط انرژی تجدیدپذیر (خورشید) کار می کنند به دلیل همیشه در دسترس نبودن آن‌ها بسیار حائز اهمیت است. استفاده از منابع ذخیره انرژی حرارتی به صورت گرمای نهان، جهت ذخیره انرژی خورشیدی بسیار مورداستفاده قرار می گیرند. در منابع ذخیره گرمایی نهان، سیال منتقل کننده حرارت با عبور از محفظه پر شده از ماده تغییرفازدهنده حرارت خود را به درون محفظه منتقل می کند و ماده تغییرفازدهنده، از طریق دو مکانیزم گرمای جذب حرارت محسوس و حرارت نهان، انرژی حرارتی را درون خود ذخیره می کنند. با رسیدن دمای ماده به دمای تغییر فاز، ماده از حالت جامد به مایع تغییر فاز می دهد. بدین ترتیب مکانیزم ذخیره انرژی، از محسوس به نهان تبدیل می شود و انرژی گرمایی قابل توجهی در باتری می‌شود. پس از ذخیره انرژی حرارتی به میزان کافی، در زمانی که دسترسی به انرژی خورشید وجود ندارد، باتری وارد مدار شده و انرژی حرارتی را تأمین می‌کند. عدم بالا بودن هدایت حرارتی و در نتیحه زیاد بودن زمان تغییر فاز ماده تغییرفازدهنده اساسی ترین چالش باتری های مبنتی بر مواد تغیی فاز است. جهت بهبود مشکل ذکر شده، انتخاب ماده تغییرفازدهنده مناسب (تغییر فاز کافی در دمای کاری سیستم حرارتی)، استفاده از فین (افزایش سطح تماس)، استفاده از نانوذرات دارای هدایت حرارتی بالا و تغییر هندسه لوله منتقل کننده سیال داغ از روش های اساسی کاهش مدت‌زمان ذخیره انرژی درون مواد تغییرفازدهنده است. با کاهش زمان تغییر فاز و ذخیره انرژی کافی درون ماده، می توان انرژی بیشتری درون سیستم حرارتی ذخیره کرد و باعث افزایش عملکرد سیستم حرارتی می شود. در این مقاله موارد مختلف جهت بهبود انتقال حرارت و کاهش زمان شارژی باتری‌های مبتنی بر مواد تغییر فاز دهنده بحث خواهد شد.