ارزیابی و بهینه سازی در عملکرد ذوب برای واحد مخزن انرژی حرارتی حرارت پنهانی که بخشی از آن با واسطه متخلخل پر شده است.

در این مقاله، عملکرد ذوب در مواد تغییر فاز (PCMs) در واحد مخزن انرژی حرارتی (TES) به صورت افقی و لوله ای متمرکز به شکل عددی و با در نظرگیری انتقال گرمای طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بهبود پاسخ حرارتی در PCMs از محیط متخلخل استفاده شده است. عملکرد پیکربندی های مختلف مورد مقابسه قرار گرفته اند تا موقعیت قرار دهی تخلخل را بهینه نماید. نرخ پرسازی بهینه در قرار دهی تخلخل برمبنای معیار ارائه شده در این مطالعه مشخص شده است. این معیار ارائه شده، تراکم نرخ TES نامیده می شود. کارآمدی معیار ارائه شده اثبات شده تا عملکرد ذوب از جمله زمان ذوب، ظرفیت TES و جرم کل مواد را کامل ارزیابی نماید. علاوه بر این، تاثیرات اندازه منفذ و مواد متخلخل مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان داده اند که الحاق جزئی محیط متخلخل در بخش پایینی منجر به بهترین بهبود در عملکرد ذوب PCM می شود و نرخ ارتفاع پرسازی بهینه در محیط متخلخل ۰.۷ است. در این مورد، تراکم نرخ TES در مقایسه با موردی بدون تخلخل می تواند تا ۶ برابر افزایش داشته باشد. مهمتر از همه، در مقایسه با حالتی با تخلخل کامل، می توان به ۳% عملکرد کل بهتر

In this paper, melting performance of phase change materials (PCMs) in a horizontal concentric–tube thermal energy storage (TES) unit was numerically investigated with consideration of natural convection. Porous media were employed to enhance the thermal response of PCMs. Performances of different porous configurations were compared to optimize the location of porous insert, and the optimal filling ratio of porous insert was determined based on a new criterion proposed in this study, which is called TES rate density. This new criterion was proved to be effective to comprehensively evaluate the melting performance, including melting time, TES capacity, and total mass of materials. Furthermore, the effects of pore size and porous materials were discussed. The results showed that partially locating the porous media in the lower part has the best enhancement on melting performance of PCM and the optimal filling height ratio of porous media is 0.7. In this case, the TES rate density can be