طراحی و بهینهسازی یکپارچه آبشیرینکن خورشیدی با ذخیرهسازی انرژی گرمایی به کمک مواد تغییر فاز دهنده
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 استاد، گروه مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
چکیده
در این مطالعه از یک مدل ریاضی گذرا برای شبیهسازی یک آبشیرینکن حوضچهای منفعل خورشیدی همراه با مواد تغییر فاز دهنده (PCM) در قسمت پایینی حوضچه استفاده شده است. بهمنظور تخمین آب شیرین تولیدی در یک سال، از میانگین آب تولیدی نیمه مرداد و بهمن در تهران بهعنوان روزهای نمونه تابستانی و زمستانی استفاده شده است. نتایج بهینه سای به کمک الگوریتم ژنتیک نشان میدهد که هر چه جرم آب شور در داخل آبشیرینکن کمتر باشد، مقدار آب شیرین تولیدی بیشتر خواهد بود. یک ماده تغییر فاز دهنده از نوع هیدرات نمک با رسانایی گرمایی و چگالی نسبتاً بالاتری از مابقی نمونه ها، بهعنوان ماده تغییر فازدهنده بهینه انتخاب شد. دمای نقطه ذوب این نوع PCM مقدار 58 درجه سلسیوس است که نزدیک به بیشینه دمای است که آب شور در تابستان به آن می رسد. جرم آب، جرم ماده تغییر فازدهنده و ضخامت شیشه بهترتیب 20 ، 14/3 کیلوگرم و 2/15 میلیمتر انتخاب میشود. مقدار آب شیرین تولیدی سالانه بیشینه در حالت بهینه مقدار 1632 کیلوگرم بهازای هر متر مربع از آب شیرین کن بهدست آمد.