تحلیل تأثیرات استفاده از عایق های تغییر فاز دهنده بر میزان مصرف سالانه انرژی ساختمان در اقلیم تهران
10 صفحه در قالب word
چکیده
در این مقاله به بررسی اثر عایق تغییر فاز دهنده[1] در کاهش مصرف سالانه انرژی ساختمان پرداخته شده است. برای این منظور از نرم افزار انرژیپلاس[2] جهت مدلسازی و تحلیل یک هندسه نمونه در اقلیم تهران استفاده شده است. برای اعتبار سنجی مدلسازی صورت گرفته از نتایج تحقیقات تتلو[3] و همکاران کمک گرفته شده است. در تحقیق حاضر به مقایسه جدار دارای عایق معمولی و جدار دارای عایق تغییر فاز دهنده پرداخته شده است و تاثیر انتقال حرارت از طریق گرمای نهان و محسوس در قیاس با انتقال حرارت، تنها از طریق گرمای محسوس، بر کاهش انرژی مصرفی ساختمان مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، میزان مصرف انرژی بین حالتی که از عایق معمولی (بدون تغییر فاز) در جدار استفاده کنیم با حالت جدار دارای عایق تغییر فاز دهنده مقایسه شد. نتایج حاکی از این بود که در صورت استفاده از عایق تغییر فاز دهنده به جای عایق معمولی (با مقاومت حرارتی یکسان) مصرف سالانه انرژی ساختمان به میزان 3 درصد کم میشود. ضمن اینکه در ماه ژانویه عایق تغییر فاز دهنده با کاهش 3/8 درصدی در کاهش مصرف انرژی نسبت به جدار بدون عایق بهترین عملکرد را دارد. این در حالی است که در ماه اکتبر عایقها باعث افزایش مصرف انرژی میشوند. با این حال، استفاده از عایق تغییر فاز دهنده حدود 7/4 درصد بیشتر از عایق معمولی مصرف انرژی را کاهش میدهد.
واژه های کلیدی: مواد تغییر فاز دهنده (PCMs)، عایق حرارتی، نرم افزار انرژی پلاس
مقدمه
در سالهای اخیر، با افزایش روز افزون نیاز به انرژی و نیز محدودیت منابع سوختهای فسیلی و آلایندگی آنها، توجه به منابع انرژی تجدیدپذیر روز به روز بیشتر شده است. بنابراین استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر و نیز بکارگیری تکنیکهایی به منظور ذخیره انرژی اهمیت فراوانی دارد. مواد تغییر فاز دهنده یکی از ابزارهای کارآمد در ذخیره انرژی حرارتی هستند. عملکرد آنها به این صورت است که با افزایش دما، تغییر فاز داده و انرژی حرارتی را در خود ذخیره میکنند و با کاهش دما این انرژی را آزاد میسازند. یکی از کاربردهای این مواد در جدارهای ساختمان به عنوان عایق تغییرفاز دهنده میباشد. میدانیم انرژی گرمایی را میتوان به دو صورت گرمای محسوس و گرمای نهان ذخیره کرد. اما انرژی ذخیره شده از طریق گرمای نهان که با تغییر فاز ماده همراه است، به دلیل چگالی بالای ذخیره انرژی گرمایی از اهمیت بیشتری برخوردار است. مواد تغییر فاز دهنده این قابلیت را دارند که انرژی حاصل از تغییر فاز را در خود ذخیره کنند. شایان ذکر است که اگر چه همه مواد قابلیت تغییر فاز دارند، اما مادهای را به عنوان ماده تغییر فاز دهنده میشناسیم که بتواند در بازه دمایی عملکرد سیستم تغییر فاز دهد. مثلا در تغییر فاز جامد به مایع، ماده تغییر فاز دهنده با ذوب شدن انرژی حرارتی را در خود ذخیره میکند و در موقع ضرورت با منجمدشدن این انرژی را آزاد میسازد. عمل تغییر فاز بسته به نوع ماده تغییر فاز دهنده میتواند سریع یا با تاخیر زمانی صورت گیرد]1[.
از مواد تغییر فاز دهنده در موارد بسیاری از جمله کاربردهای پزشکی، گرمایش و سرمایش، حفاظت گرمایی موادغذایی، منسوجات، ساختمان و ... استفاده میشود]2[. شایان ذکر است که در سالهای اخیر، استفاده از مواد تغییر فازدهنده در کاربردهای ساختمانی به منظور کاهش مصرف انرژی بسیار مورد توجه بوده است. مواد تغییر فاز دهنده مناسب برای کاربرد در جدار ساختمان باید دارای ویژگیهای زیر باشند: داشتن رسانش گرمایی کم برای ایجاد تاخیر زمانی در فرایند تغییر فاز، داشتن گرمای نهان بر واحد جرم زیاد، داشتن گرمای ویژه بالا جهت چشمگیرتر شدن اثرات گرمای محسوس، داشتن تغییر حجم کم در حین تغییر فاز جهت سهولت در انتخاب هندسه محفظه نگهدارنده مواد تغییر فاز دهنده، داشتن دمای ذوب در محدوده دمای عملیاتی، مقاوم بودن در برابر خوردگی، داشتن پایداری شیمیایی، اشتعال ناپذیری، سمی نبودن و در نهایت فراوانی و در دسترس بودن]3[. عملکرد مواد تغییر فاز دهنده در ساختمان به این صورت میباشد که در روز به عنوان یک عایق در جدار مانع از گرم شدن فضای داخل میگردد، به این صورت که با گرمشدن ذوب میشود و مقداری از انرژی حرارتی نفوذی به جدار ساختمان را در خود ذخیره میکند و در شب که هوا رو به سردی میرود شروع به انجماد کرده و گرمای ذخیره شده را به محیط داخل یا بیرون پس میدهد. در شکل1 شماتیکی از نحوه تاثیر بکارگیری مواد تغییر فاز دهنده در جدار خارجی بر دمای داخل ساختمان نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میشود دامنه تغییرات هوای بیرون پس از عبور از جدار با ضریب کاهش کاهش یافته و همچنین دمای اوج نیز به میزان ساعت جابجا میشود که این امر باعث میشود در زمان اوج مصرف نیاز به استفاده از سیستم سرمایشی کمتر شود]4[.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
تحلیل تأثیرات استفاده از عایق های تغییر فاز دهنده بر میزان مصرف سالانه انرژی ساختمان در اقلیم تهران