对太阳能墙上安装的相变材料填充的矩形和半圆形空腔的影响进行数值研究
Jawed Mustafa1, Saeed Alqaed1, Fahad Awjah Almehmadi2
1Mechanical Engineering Department, College of Engineering, Najran University, P.O. Box (1988), Najran, 61441, Saudi Arabia.
太阳能墙壁中的半圆形障碍物提高了热性能,增加了墙壁温度和空气出口温度. 这些障碍也延长了相变材料的结时间,改善了建筑物中的能量储存.
科学领域:
- 建筑物的能源效率.
- 可再生能源系统可再生能源系统
- 热能储存是热能储存的方法之一.
背景情况:
- 将太阳能集成到建筑物中对于可持续发展至关重要.
- 太阳能墙为被动加热和节能提供了一个有希望的途径.
- 换相材料 (PCM) 是提高建筑元件热能存储的关键.
研究的目的:
- 以数值分析带有障碍的太阳能墙的热性能.
- 为了比较半圆形 (SEC) 与矩形 (REC) 障碍物对热参数的影响.
- 调查障碍物尺寸和PCM对传热和储热的影响.
主要方法:
- 使用COMSOL软件进行数值模拟.
- 一个太阳能墙模型的分析,内部空洞充满有机相变材料.
- 在没有太阳辐射7小时的条件下进行调查.
- 参数研究涉及不同的障碍物形状 (SEC与REC) 和尺寸.
主要成果:
- 半圆形障碍物 (SEC) 与矩形障碍物 (REC) 相比,导致更高的Trombe墙壁温度 (TWL),在16厘米的比例上最大增加2.1°C.
- 通过使用SECs增加了输出空气温度 (TAR),更大的腔体尺寸导致了更高的TAR,在7小时后超过295.5K.
- 使用SEC可以在最大的腔体配置中将相变材料 (PCM) 的结时间延长至15分钟.
结论:
- 半圆形障碍物在太阳能墙上提供了优越的热性能,与矩形墙相比.
- 障碍物和腔体尺寸的设计显著影响热能储存和释放.
- 这项研究为优化太阳能墙设计提供了宝贵的见解,以提高建筑能效.
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