Экспериментальные и численные исследования хранения тепла на основе МФП для солнечной тепловой энергии

Аннотация

На данный момент здания ответственны за 40% от общего годового потребления энергии в мире, которая отвечает за одну треть выбросов парниковых газов по всему миру. Значительная часть этой энергии используется для освещения, отопления, охлаждения и кондиционирования воздуха. Повышение обеспокоенности по поводу воздействия на окружающую среду парниковых газов, производимых обычными тепловыми станциями, вызвали новый интерес к экологически чистым технологиям, в том числе систем отопления и охлаждения для зданий. Эта работа была проведена с целью исследования и изучения возможностей хранения солнечной энергии с использованием материалов фазового перехода (МФП), используя эту энергию для нагрева воды ежедневного применения. Путем проведения зарядки латентного теплового аккумулятора (ЛТА) на основе МФП, который в данном исследовании является парафином, чья энергоемкость была рассчитана и проведены сравнения с теплоаккумулятором без МФП, заполненный только водой, - физическим хранением тепла (ФХТ). По результатам экспериментального исследования, ЛТА на основе МФП смог сохранить на 40% больше тепловой энергии по сравнению с ФХТ. Кроме того, процесс зарядки ЛТА на основе МФП был численно исследован для визуализации теплового поля в аккумуляторе. Результаты показывают, что численные результаты согласуются с экспериментальными результатами, которые показывают правильность математической модели и результатов моделирования.