مدلسازی و شبیه سازی سقف و دیوار یک ساختمان پر شده با مواد تغییر فاز دهنده
چکیده
یکی از الزامات اساسی هر خانه، داشتن سامانه کنترل دمای موثری است که دمای ساختمان را در محدوده ی دمای آسایش حفظ نماید. مواد تغییر فاز دهنده، موادی با قابلیت بالای ذخیره ی حرارتی هستند که در بازه ی دمایی محدود، تغییر فاز می دهند و مقدار زیادی گرما آزاد و یا جذب می نمایند و از این رو برای تثبیت دمایی در ساختمان مورد استفاده قرا می گیرند. در این مطالعه، کارآیی حرارتی یک لایه pcm آلی در سقف و دیوارهای یک ساختمان در دو اقلیم گرم و مرطوب (شهر بوشهر) و سرد و خشک (شهر همدان) با هدف کاهش مصرف انرژی و حفظ دمای داخلی نزدیک به دمای آسایش، شبیه سازی شده است. از این رو مدل یک بعدی انتقال حرارت با روش تفاضل محدود صریح و با استفاده از نرم افزار سی پلاس پلاس(c++) حل و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی ارایه شده در مراجع مقایسه شد. ماده ی تغییر فاز دهنده پارافین c18 با دمای تغییر فاز 28 درجه ی سانتی گراد است. به منظور ارزیابی شرایط بهینه ی کاربرد pcm ، ضخامت های یک، دو و سه سانتی متری ماده ی تغییر فاز دهنده، شرایط متفاوت آب و هوایی در دو شهر بوشهر و همدان در طول یک سال و جهت گیری های متفاوت دیوار مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ضخامت سه سانتی متری بهترین عملکرد را دارا می باشد و استفاده از یک لایه ی سه سانتیمتری pcm با دمای تغییر فاز 28 درجه سانتی گراد می تواند شار حرارتی ورودی به ساختمان از طریق سقف را تا 61 درصد در بوشهر و 60 درصد در همدان در فصل تابستان و حرارت اتلافی را تا 12 درصد در بوشهر و 6 درصد در همدان در فصل زمستان کاهش دهد. بهترین عملکرد ماده ی تغییر فاز دهنده مربوط به دیوار جنوبی و در ماه هایی از سال است که میانگین دمایی نزدیک به دمای تغییر فاز دارند.