فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این پژوهش، عملکرد انرژی و اگزرژی گذرای یک هواگرم‌کن خورشیدی جدید مجهز به ماده تغییر فازدهنده، ماتریس متخلخل و بازچرخش هوا، بر اساس داده‌های اقلیمی شهر بجنورد و با رویکرد تحلیلی–عددی مورد ارزیابی قرار گرفت. معادلات موازنه انرژی اجزای مختلف سامانه به‌صورت تحلیلی استخراج شده و توزیع دماها در امتداد کانال و بر حسب زمان محاسبه شدند. سه پیکربندی شامل سامانه مرجع بدون ماده تغییر فازدهنده وماتریس، سامانه مجهز به ماده تغییر فازدهنده و سامانه ترکیبی دارای ماده تغییر فازدهنده همراه با ماتریس متخلخل بررسی گردید. نتایج نشان داد که استفاده از ماده تغییر فازدهنده موجب کاهش نوسانات حرارتی و تداوم گرمایش در غیاب تابش خورشید می‌شود، به‌گونه‌ای که دمای هوای خروجی حدود ۶ درجه سانتی‌گراد بالاتر از سامانه مرجع باقی می‌ماند. همچنین، افزودن ماتریس متخلخل به ماده تغییر فازدهنده، با افزایش اغتشاش جریان و سطح تماس حرارتی، پاسخ حرارتی سامانه را یکنواخت‌تر می‌کند. بررسی اثر دبی جرمی در سامانه ترکیبی نشان داد که با افزایش دبی از 0.01 به 0.025 کیلوگرم بر ثانیه، بازده حرارتی تجمعی از 48.02% به 65.88% افزایش یافته در حالی‌که بازده اگزرژی تجمعی از 3.58% به 1.82% کاهش می‌یابد، که بیانگر افزایش برداشت حرارت در دبی‌های بالاتر و بهبود کیفیت انرژی خروجی در دبی‌های کمتر است. نوآوری اصلی این مطالعه در بررسی همزمان اثر ماده تغییر فازدهنده و ماتریس متخلخل در یک هواگرم‌کن خورشیدی تحت شرایط اقلیمی ایران نهفته است. نتایج نشان می‌دهد که سامانه پیشنهادی می‌تواند برای کاربردهای عملی در گرمایش هوای ساختمان‌های مسکونی و صنعتی کم‌مصرف انرژی مورد استفاده قرار گیرد.