يهدف هذا البحث إلى إجراء دراسة تجريبية لتأثير استخدام المادة متغيرة الطور (PCM) في المقطرات الصندوقية الشمسية من أجل تحسين إنتاجيتها.
أظهرت نتائج البحث التجريبية المنجزة أن استخدام المادة متغيرة الطور (الشمع البارافيني) في المقطر الصندوقي الشمسي أدى
إلى تحسين في إنتاجيته اليومية، حيث تبين أنها تزداد مع زيادة كمية المادة متغيرة الطور المستخدمة، حيث بلغت أعلى قيمة لنسبة الزيادة في الإنتاجية اليومية 26.3[%] عند استخدام 3.5[kg] من المادة متغيرة الطور الموضوعة ضمن عبوات بلاستيكية، و القيمة 34.74[%] عند استخدام 4.5[kg] من المادة متغيرة الطور (PCM) الموضوعة ضمن عبوات معدنية.
كما أظهرت نتائج البحث التجريبية ازدياد فترة عمل المقطر الصندوقي الشمسي المزود بالمادة متغيرة الطور مقارنة بالمقطر من دون مادة متغيرة الطور. و هذا ناتج عن الطاقة الحرارية الكامنة المخزنة في المادة متغيرة الطور و التي تقدمها للماء عند انخفاض شدة الإشعاع الشمسي مما يؤدي إلى تبخر الماء و استمرار المقطر بالعمل لفترة زمنية أطول.
المواد متغيرة الطور (PCM) عبارة عن مواد تمتص كمية كبيرة من الطاقة الحرارية عند تغير الطور صلب/سائل و تقوم بتحريرها عند التصلب. لذلك إحدى استخدامات المواد متغيرة الطور هي تخزين الطاقة الحرارية، حيث يمكن للمواد متغيرة الطور المدمجة مع مواد البناء أن تز
يد من العطالة الحرارية للأبنية و أن تخفض الطاقة اللازمة للتدفئة و التكييف. يعتبر هذا مناسباً بشكل خاص للأبنية التجارية التي تكون عادة ذات هيكل خفيف. لكن الإيصالية الحرارية الضعيفة للمواد متغيرة الطور تُعتبر من أهم الخواص التي تحدّ من استخدامها. الهدف من هذه الدراسة هو اقتراح اختيار مواد ذات إيصالية كافية لأن تسمح بتحقيق التكييف خلال فصل الصيف لتحدّ بل لتلغي استخدام الطاقة (الكهربائية أو الوقود) باستخدام جدران حاوية على مواد متغيرة الطور. تتكون الدراسة من جزأين:
ـ الجزء الأول يستعرض مشاكل الدراسة، و يبيّن المجال الذي يمكن ضمنه استخدام المواد متغيرة الطور كنظام تكييف سلبي.
ـ الجزء الثاني وضع معايير الاختيار التي ستسمح مبدئيّاً باختيار مواد معينة.
يعد تخزين الطاقة الحرارية بالطريقة الكامنة إحدى الطرق الاقتصادية لتحقيق ترشيد
استيهلاك الطاقة في المباني و تأمين شروط الراحة.
تم في هذا البحث دراسة تأثير استخدام ألواح من المواد متغيرة الطور في هيكل شقة
سكنية تقع في مدينة حمص باستخدام برنامج النمذ
جة و المحاكاة PCM Express.
حيث تم اختيار ألواح PCM لها درجة حرارة تحول طوري مساوية لدرجة الحرارة التصميمية الداخلية
ركبت على الوجه الداخلي للجدران و السقف.
تم في هذا البحث إجراء دراسة رياضية تحليلية لألواح المواد متغيرة الطور PCM wallboards
بالاعتماد على محاكاة السلوك الحراري لها حيث تم تحديد المعادلات
الناظمة لعملية انتقال الحرارة ضمن الألواح عند تغير حالتها الطورية و تم تشكيل الموديل
الرياضي اللاز
م و إنشاء نموذج للوح المادة متغيرة الطور و تم استخدام النموذج لمحاكاة
السلوك الحراري لعدة بُنى مختلفة للجدار (لوح مفرد لمادة متغيرة الطور، لوح مادة متغيرة
الطور مع طبقة عازل حراراي، لوح مادة متغيرة الطور مع بلوك اسمنتي).
تم البحث باعتماد النمذجة الرياضية لخزان حراري و ذلك بإعداد تابع رياضي باستخدام برنامج الماتلاب (MATLAB) لطوري الشحن و التفريغ للخزان و ذلك لتغطية جزء من أحمال التكييف خلال وقت الذروة , تم تطبيق استراتيجية التخزين الجزئي (Partial Storage) على مبنى افت
راضي يقع في مدينة تدمر في البادية السورية حمل الذروة (420 kW) و ذلك بتخزين (1420 Kw-h) ضمن خزان حراري سعته بحيث يتم تخزين الجليد ليلاً و انصهاره بتقنية الانصهار الخارجي (External Melt) في أوقات الذروة الحرارية و الكهربائية في اليوم التالي.
أظهرت النتائج جدوى إجراء النمذجة الحرارية للخزان لتغطية حمولة التكييف المطلوبة , كما بينت النتائج نقل لجزء من الحمولة الكهربائية اليومية لمبرد الماء حوالي (576 Kw-h) مع انخفاض واضح باستطاعة التجهيزات الميكانيكية و الكهربائية مع توفير باستخدام الطاقة الكهربائية لفصل صيفي واحد حوالي (1376 kW-h/Season) مع تحسين معامل الحمل الكهربائية اليومي (DLF) ما يحقق استقرار للمنظومة الكهربائية.
يقدم هذا البحث نتائج يمكن تعميمها على مشاريع كبيرة في المناطق الحارة تساعد في إزاحة الذروة الحرارية و استهلاك الطاقة.
يتم تخزين الطاقة الحرارية في هيكل البناء بشكل كامن باستخدام مواد ذات درجة حرارة
تحول طوري منخفضة تسمى المواد متغيرة الطور.
تم في هذا البحث إجراء دراسة رياضية تحليلية لألواح المواد متغيرة الطور بالاعتماد
على محاكاة السلوك الحراري لها حيت تم تحديد ا
لمعادلات الناظمة لعملية انتقال الحرارة
ضمن الألواح عند تغير حالتها الطورية و تم تشكيل الموديل الرياضي اللازم، كما تم إنشاء
النموذج اللابعدي الخاص للألواح عند استخدامها كطبقة فعالة في هيكل البناء.
