بررسی عوامل تاثیرگذار بر ناحیه ترموکلین در مخزن ذخیره انرژی حرارتی

نوع مقاله : مقاله مکانیک

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند

10.22075/jme.2020.20973.1935

چکیده

سیستم‌های ذخیره‌سازی حرارتی سرد فرصت‌هایی را برای جبران کمبود انرژی سرمایشی فراهم می کند. یکی از کاربردهای این سیستم تنظیم اختلاف‌زمان موجود بین تولید و مصرف انرژی مخصوصا در زمان ماکزیمم تقاضا و هنگامیکه سیستم های سرمایشی نظیر چیلرها توانایی تامین بار سرمایشی مازاد را ندارند می باشد. در تحقیق حاضر تجزیه‌وتحلیل انرژی با استفاده از یک مدل قابل‌حل تحلیلی از یک مخزن ذخیره‌سازی حرارتی طبقه‌بندی‌شده ارائه شده است. در این تحقیق مخزن آب استوانه ای شکل به‌عنوان محیط ذخیره‌سازی انرژی با لایه‌بندی حرارتی با استفاده از مدل هدایت حرارتی یک‌بعدی مدل‌سازی شده است و با استفاده از معادلات انرژی پروفیل توزیع دما در سیال و دیواره محاسبه‌ گردیده است. با استفاده از مدل ارائه شده تأثیر پارامترهای مختلف اثر تغییرات نسبت ابعاد بر توزیع دمای آب مخزن و ناحیه ترموکلاین (ناحیه واسط بین مناطق گرم و سرد) باگذشت زمان مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج در سه گروه جنس مخزن، ابعاد و نوع پوشش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی است اگرچه اثر تغییرات ابعاد کمترین اثر را در توزیع دما دارد ولی پارامترهایی نظیر جنس مخزن و نوع پوشش اثر محسوسی بر توزیع دما دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of thermocline zone’s effective parameters on thermal energy storage systems

نویسندگان [English]

  • Mehdi Nasrabadi 1
  • Farzaneh Rabbani 2
1 Mechanical Engineering, Department of Engineering, University of Birjand
2 Mechanical Engineering, Department of Engineering, University of Birjand
چکیده [English]

Chilled water thermal energy systems can provide alternatives for the lack of required cooling energy demand. These systems could cover the gap between the energy generations and demand period especially when the available cooling systems such as chillers and cooling towers cannot provide the required cooling energy demand. In the current study energy analysis is done based on the mathematical model of thermally stratified chilled water storage systems. In this paper a cylindrical tank is considered as an environment with thermally stratified storage system. Using this one dimensional transient conduction model, temperature distribution in the storage water, thermocline zone and the wall are presented and important parameters has been investigated. Analyses have been done in three different groups: tank material, dimensions and using insulation. The results have shown although tank dimensions have the minimum influence on temperature distribution but the other parameters are more effective especially the influence of tank insulation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermal energy storage
  • one dimensional transient conduction model
  • chilled water storage systems
  • Thermocline zone