عنوان پایان‌نامه
مدلسازی و بهینه سازی آبگرمکن خورشیدی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 299;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65881
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- سرور غلامی
- استاد راهنما
- حسین شکوهمند, بهرنگ سجادی
- چکیده
- شهر¬ها اکنون مصرف کننده دو سوم انرژی جهان هستند و این میزان در سال 2030 به بیش از سه چهارم خواهد رسید. میزان مصرف انرژی فسیلی در واحد¬های مسکونی برای گرمایش و سرمایش بیشتر از مراکز صنعتی می¬باشد. با استفاده صحیح از انرژی خورشیدی می¬توان مصرف مواد سوختی را در منازل کاهش داد و آن را در اختیار صنایع گذاشت. کشور ایران در بین مدار¬های 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه¬ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده¬ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر متر مربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی هست. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از 280 روز آفتابی گزارش شده است که بسیار قابل توجه است. آبگرمکن¬های خورشیدی به طوریکه از نام آنها پیداست از طریق جذب انرژی تابش خورشید توسط صفحات جاذب (کلکتور) عمل می¬نمایند و راندمان گرمایشی آنها در فصول مختلف سال و بر حسب موقعیت¬های جغرافیایی می-باشد. مخزن آبگرم به گونه¬ای طراحی شده که آبگرم را به طور ذخیره در شبانه روز مهیا نماید و تا صبح روز بعد و طلوع مجدد تلفات حرارتی آن قابل بررسی می¬باشد. چون در ساعاتی از روز انرژی خورشیدی در دسترس نیست بایستی از روش¬هایی برای ذخیره انرژی استفاده نمود. یکی از این روش¬ها استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (PCM) هست. در این تحقیق در ابتدا به بررسی تاثیر پارامتر¬های مختلف مانند جرم مخزن، دبی کلکتور و سطح مقطع کلکتور بر روی تغییرات دمای داخل مخزن بدون ماده تغییر فاز دهنده در شهر بندرعباس پرداخته شد. سپس ماده تغییر فاز دهنده در داخل تانک گذاشته شد و با استفاده از الگوریتم ژنتیک محاسبات برای گام¬های زمانی 60 دقیقه و 30 دقیقه و 15 دقیقه انجام شد. با مشخص نمودن گام زمانی مناسب 30 دقیقه با استفاده از الگوریتم ژنتیک با متغیر در نظر گرفتن دمای نقطه ذوب ماده تغییر فاز دهنده و حجم آن، جرم مخزن ذخیره، زاویه شیب کلکتور و زاویه مربوط به شمال جنوب بودن کلکتور سعی در مینیمم کردن انرژی دریافتی از منبع انرژی کمکی شد.
- Abstract
- The continuous increase in the level of greenhouse gas emissions and the rise in fuel prices are the main driving forces to encourage all stakeholders in the energy sector to improve the efficiency of the systems. Storage of heat is one of the major issues to bridge the gap between energy supply and demand, key point for the development of efficient solar systems for house heating and cooling. Among the thermal energy storage technology based on three major concepts namely: sensible and latent heat, as well as thermo-chemical storage, latent heat storage is seen as one of the most promising technology. The use of phase change materials (PCMs) to increase solar domestic hot water (SDHW) system efficiency has studied by different ways. Some studies place the storage material in the water tank, others directly in the solar thermal collector. In this work the effective parameters of a solar domestic hot water with PCM, Solar collector Area, collector flow rate, PCM melting temperature, volume of PCM, water tank portion and portion of disposal water are evaluated. The PCM is placed in the heat transfer fluid solar loop. The SDHW system annual simulations were done and then the genetic algorithm aim at minimize auxiliary energy was used
