当前位置: X-MOL 学术J. Build. Eng. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
A numerical study of a PCM-based passive solar chimney with a finned absorber
Journal of Building Engineering ( IF 6.7 ) Pub Date : 2020-05-22 , DOI: 10.1016/j.jobe.2020.101516
Mohammadreza Ebrahimnataj Tiji , Mehdi Eisapour , Reza Yousefzadeh , Mohammad Azadian , Pouyan Talebizadehsardari

Passive solar systems like solar chimney do require to be exposed to the sunlight. Hence, when the sunlight vanishes due to either sunset or cloudy weather, the system cannot provide the required heating load of a room. Therefore, without an axillary system, a part of solar energy must be stored at the same time which can happen by introducing Phase Change Material (PCM), enabling the system to benefit from the solar energy during night-time. In the present work, a PCM-enhanced solar chimney is investigated with and without considering fins connected to the absorber plate based on the temperature and velocity distributions as well as airflow rate inside a room in comparison with the non-PCM chimney. The simulation is performed for a whole wintery day with the aid of CFD simulation. The results indicate that the use of PCM as a storage medium enhances the temperature uniformity inside the room; however, the achieved room's mean temperature is 14.68 °C which is quite less than the thermal comfort condition. Therefore, the presence of fins added to the absorber is investigated to gain a higher temperature inside the room. According to the results, it is revealed that the presence of fins is significantly efficient in making up the stored energy inside the PCM. More to the point, for the PCM based solar chimney system, the use of fines results in a 20% enhancement in the room's mean temperature compared with the non-finned case. Besides, more non-uniform airflow is gained for the case of finned absorber with PCM compared with the non-finned case.



中文翻译:

带有鳍式吸收器的基于PCM的被动式太阳能烟囱的数值研究

像太阳能烟囱这样的无源太阳能系统确实需要暴露在阳光下。因此,当太阳光由于日落或多云天气而消失时,该系统无法提供所需的房间供暖负荷。因此,在没有辅助系统的情况下,必须同时存储一部分太阳能,这可以通过引入相变材料(PCM)来实现,从而使系统能够在夜间受益于太阳能。在目前的工作中,与非PCM烟囱相比,根据室内的温度和速度分布以及气流速率,研究了在不考虑散热片连接到吸收板的情况下PCM增强的太阳能烟囱。在CFD模拟的帮助下,整个冬季进行了模拟。结果表明,使用PCM作为存储介质可以提高室内温度的均匀性。但是,获得的房间平均温度为14.68°C,远低于热舒适条件。因此,研究了添加到吸收器中的散热片的存在以在室内获得更高的温度。根据结果​​,揭示出翅片的存在在弥补PCM内部存储的能量方面非常有效。更重要的是,对于基于PCM的太阳能烟囱系统,使用细粉会导致房间的平均温度比未带翅片的情况提高20%。此外,与无翅片的情况相比,带翅片的PCM翅片吸收器获得了更多的不均匀气流。所达到的房间平均温度为14.68°C,远低于热舒适条件。因此,研究了添加到吸收器中的散热片的存在以在室内获得更高的温度。根据结果​​,揭示出翅片的存在在弥补PCM内部存储的能量方面非常有效。更重要的是,对于基于PCM的太阳能烟囱系统,与无翅情况相比,使用细粉会导致房间的平均温度提高20%。此外,与不带翅片的情况相比,带翅片的PCM翅片吸收器获得了更多的不均匀气流。所达到的房间平均温度为14.68°C,远低于热舒适条件。因此,研究了添加到吸收器中的散热片的存在以在室内获得更高的温度。根据结果​​,揭示出翅片的存在在弥补PCM内部存储的能量方面非常有效。更重要的是,对于基于PCM的太阳能烟囱系统,使用细粉会导致房间的平均温度比不带翅片的情况提高20%。此外,与不带翅片的情况相比,带翅片的PCM翅片吸收器获得了更多的不均匀气流。研究了添加到吸收器中的散热片的存在以在室内获得更高的温度。根据结果​​,揭示出翅片的存在在弥补PCM内部存储的能量方面非常有效。更重要的是,对于基于PCM的太阳能烟囱系统,使用细粉会导致房间的平均温度比未带翅片的情况提高20%。此外,与不带翅片的情况相比,带翅片的PCM翅片吸收器获得了更多的不均匀气流。研究了添加到吸收器中的散热片的存在以在室内获得更高的温度。根据结果​​,揭示出翅片的存在在弥补PCM内部存储的能量方面非常有效。更重要的是,对于基于PCM的太阳能烟囱系统,使用细粉会导致房间的平均温度比未带翅片的情况提高20%。此外,与不带翅片的情况相比,带翅片的PCM翅片吸收器获得了更多的不均匀气流。与无鳍情况相比的平均温度。此外,与不带翅片的情况相比,带翅片的PCM翅片吸收器获得了更多的不均匀气流。与无鳍情况相比的平均温度。此外,与不带翅片的情况相比,带翅片的PCM翅片吸收器获得了更多的不均匀气流。

更新日期:2020-05-22
down
wechat
bug