اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديداختيار المواد متغيّرة الطور (PCM) من أجل تكييف هواء المنازل في فصل الصيف
Selection of Phase Change Materials (PCMs) for residential air conditioning in summer
5466
7 111
0
(
0
)
تأليف
مها احمد( باحث )
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
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 تزيد 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.
The Phase Change Materials (PCM) are materials which absorb a great quantity of energy during the change of phase solid /liquid and relies it during solidification An application of these materials is thermal energy storage. The PCM integrated into materials of the building can reinforce their inertia and reduce the power necessary for the heating and air conditioning. This is particularly true for the buildings of the tertiary sector whose envelope is light. Nevertheless, one of the characteristics which limits the use of the PCM is their low conductivity. The objective of this article is to propose a selection of materials having a conductivity high enough to make it possible to ensure an air conditioning in summer while limiting, even while removing, the use of energy (electricity or fuel) thanks to walls containing these PCMs. This article consists of two parts: - The first part exposes the problems of the study and specifies the context in which the use of a PCM as a passive air conditioning system fits. - The second part fixes the selection criteria which will allow, in a first approach to choose certain materials.
المراجع المستخدمة
PEETERS, L.F.R., DEAR, R. DE, Hensen, J.L.M. & D'HAESSELEER, W. Thermal comfort in residential buildings: Comfort values and scales for building energy simulation. Applied Energy, 86 (5), 2009, 772-780
AGYENIM, F., The use of enhanced heat transfer phase change materials (PCM) to improve the coefficient of performance (COP) of solar powered LiBr/H2O absorption cooling systems. Renewable Energy, 87, 2016, 229-239
BABY, R., BALAJI, C., Thermal optimization of PCM based pin fin heat sinks: An experimental study, Applied Thermal Engineering, 54, 2013, 65-77
قيم البحث
اقرأ أيضاً
يُعد من الهام؛ عند ارتفاع درجة حرارة السطح الخارجي للجدار؛ تقدير سماكته التي لا تسمح لدرجة حرارة سطحه الداخلي من تجاوز قيمة حدية. سنقوم في هذا البحث؛ من خلال دراسة تحليلية؛ بدراسة الحالة التي ترتفع فيها درجة حرارة السطح الخارجي بشكل خطي مع الزمن، و ت
حديد الفترة الزمنية اللازمة حتى تبلغ درجة الحرارة قيمة معينة عند سماكة محددة من الجدار. سندرس حالتين للجدار، حيث يكون في الحالة الأولى مكوّناً من مادة متجانسة (مثلاً بيتون)، أمّا في الحالة الثانيّة فيكون مكوّناً من البيتون و من مادة متغيّرة الطور التي سيتمّ اختيار درجة حرارة تغيّر طورها تبعاً لدرجة الحرارة المرغوبة.
تبيّن النتائج التي تمّ الحصول عليها أنّه يوجد فرق زمني مهم بين الحالتين من أجل بلوغ درجة الحرارة المطلوبة.
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.
تلعب الجدران الحاوية على مواد متغيّرة الطور (PCM) دوراً مهماً في تكييف هواء الأبنية. لكن تُعتبر الإيصالية الحرارية الضعيفة للمواد متغيرة الطور بأنّها إحدى الخواص التي تحدّ من استخدامها. يمكن حلّ هذه المشكلة من خلال المزاوجة بين هيكل معدني مع المادة م
تغيرة الطور. هدف هذه الدراسة هو تحديد الأبعاد المثالية للجدار بحيث تسمح بتغيّر كامل للطور، و بمجانسة درجة الحرارة من دون أن يحصل تغيّر سريع في الطور. من أجل دراسة السلوك الحراري للجدار، قمنا بإجراء محاكاة رقمية باستخدام البرنامج ®COMSOL على خلية عنصرية. و من أجل وصف تغيّر الطور، استخدمنا طريقة السعة الحرارية المكافئة.
اخترنا البارافين (الذي درجة حرارة انصهاره 24,5 °C) كمادة متغيّرة الطور. كما قمنا بتعيين تأثير كلّ من نوع معدن الخلية و النسبة الحجمية له.
قمنا على وجه الخصوص بدراسة الهيكل المعدني الذي له بنية على شكل خلية نحل مصنوعة من الألمنيوم.
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.
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.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
