مطالعه موردی سرمایش ساختمان به وسیله سردکن ترموالکتریک با تغذیه از منابع انرژی خورشیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

در این پژوهش، سیستم سرمایشی غیر فعالی متشکل از پنل فتوولتایی و سردکن ترمو الکتریک به ترتیب بعنوان منبع تامین الکتریسیته و تجهیز سرمایش، طراحی و ارزیابی شده است. نتایج این پژوهش در طراحی سیستمی متشکل از سردکن ترموالکتریک، پنل فتوولتایی و اتاقی که به لحاظ تامین انرژی سرمایشی خودکفا باشد، استفاده شد. از این قرار، ابتدا نیاز انرژی اتاق محاسبه و سپس به منظور بررسی بیشینه عملکرد سردکن ترموالکتریک دو شیوه: 1) بیشینه توان سرمایش و 2) بیشینه ضریب عملکرد بکار گرفته شد. در محاسبات انجام گرفته برای بیشینه توان سرمایش، توان سرمایش و ضریب عملکرد بترتیب برابر 41/58 وات و 4056/0 و برای بیشینه ضریب عملکرد، توان سرمایش و ضریب عملکرد بترتیب برابر 5/15وات و 64/1 بدست آمدند. به منظور نزدیک شدن به بهترین عملکرد سردکنهای ترموالکتریک به هر دو شیوه بیشینه توان سرمایش و ضریب عملکرد بطور همزمان، با انتخاب آرایش (3 8) به اوج بار سرمایش و هم ضریب عملکرد بالا دست خواهیم یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • Kong X., Lu S., Wu Y., A review of building energy efficiency in China during eleventh five‐year plan period. Energy Policy, Vol.41, pp.624‐635, 2012.
  • Nguyen T.A., Aiello M., Energy intelligent buildings based on user activity: a survey. Energ Buildings, Vol.56, pp.244‐257, 2013.
  • IEA, Renewable for heating and cooling. Untapped potential. International Energy Agency: Paris, France, 2007.
  • Pérez‐Lombard L, Ortiz J, Pout C. A review on buildings energy consumption information. Energy Buildings. 2008;40:394‐398.
  • Santamouris M., Argiriou A., Renewable energies and energy conservation technologies for buildings in southern Europe. International Journal of Solar Energy, Vol.15, pp.69‐79, 1994.
  • Elghool A., Basrawi F., Ibrahim T.K., Habib K., Hassan Ibrahim H.,Idris DMND. A review on heat sink for thermo‐electric power generation: classifications and parameters affecting performance. Energ Conver Manage, 134, pp. 260‐277, 2017.
  • Thirugnanasambandam M., Iniyan S., Goic R., A review of solar thermal technologies. Renew Sustain Energy Rev. Vol.14, pp.312‐322, 2010.
  • Afshar O., Saidur R., Hasanuzzaman M., Jameel M., A review of thermodynamics and heat transfer in solar refrigeration system. Renew Sustain Energy Rev. Vol.16, pp.5639‐5648, 2012.
  • Kalkan N., Young E.A., Celiktas A., Solar thermal air conditioning technology reducing the footprint of solar thermal air conditioning. Renew Sustain Energy Rev. Vol.16, pp.6352‐5683, 2012.
  • Rowe D., Thermoelectric handbook, 1st ed. Boca Ration: CRC/Taylor & Francis, 2006.
  • Yang J., Stabler F.R., Automotive applications of thermoelectric materials. Journal of Electronic Materials, Vol.38, No.7, pp.1245‐1251, 2009.
  • Phelan P.E., Chiriac V.A., Lee T‐Y.T., Current and future miniature refrigeration cooling technologies for high power microelectronics. IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies.Vol.25, No.3, pp.356‐365,2002.
  • Huang H.S., Weng Y.C., Chang Y.W., Chen S.L., Ke M.T., Thermo electric water-cooling device applied to electronic equipment. Int Commun HeatMass Transf; Vol. 37, pp.140–6, 2010.
  • Riffat S.B., Qiu G., Comparative investigation of thermoelectric air‐ conditioners versus vapour compression and absorption air‐conditioners. Appl Therm Eng, Vol.24, No.14‐15, pp.1979‐1993, 2004.
  • Liu Z.B., Zhang L., Gong G.C., Experimental evaluation of a solar thermoelectric cooled ceiling combined with displacement ventilation system. Energ Conver Manage, Vol.87, pp.559‐565, 2014.
  • Liu Z.B., Zhang L., Gong G.C., Li H.X., Tang G.F., Review of solar thermoelectric cooling technologies for use in zero energy buildings. Energ Buildings, Vol.102, pp.207‐216, 2015.
  • Khire R.A., Messac A., Van Dessel S., Design of thermoelectric heat pump unit for active building envelope systems. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol.48, pp.4028‐4040, 2005.
  • Khire R.A., Messac A., Van Dessel S., Study of the performance of thermoelectric modules for use in active building envelopes. Build Environ, Vol.42, pp.1489‐1502, 2007.
  • Xu X, Van Dessel S. Evaluation of a prototype active building envelope window‐system. Energ Buildings. 2008;40(2):168‐174.
  • Luo Y., Zhang L., Liu Z., Wang Y., Meng F., Wu J., Thermal performance evaluation of an active building integrated photovoltaic thermoelectric wall system, Applied Energy,177, pp.25–39, 2016.
  • Qiu ch., Shi W., Comprehensive modeling for optimized design of a thermoelectric cooler with non-constant cross-section: Theoretical considerations, Applied Thermal Eng., Vol.176, pp.115384, 2020.
  • Sun D., Shen L., Modeling and analysis of the influence of Thomson effect on micro-thermoelectric coolers considering interfacial and size effects, Energy, Vol.196, pp.117116, 2020
  • Weera S.L.L., Analytical performance evaluation of thermoelectric modules using effective material properties. http://scholarworks.wmich.edu/masters_theses/483. (access 2020)
  • Rowe D.M., CRC handbook of thermoelectrics. CRC Press Inc., 1995.
  • Nolas G.S., Sharp J., Goldsmid H.J., Thermoelectrics-basic principles and new materials developments. Berlin, Heidelberg: Springer, 2001.
  • Jha V., Triar U.SH., A novel approach for evaluation of parameters of photovoltaic modules. Applied Eng., Vol.12 11167-78, 2017.
  • LG Electronics, Photovoltaic panel, Unit Model: LG325N1C-A5, (access 2020)
  • Climate Monitoring. http://re.jrc.ec.europa.eu. (access 2020)
  • Khire R.A., Messac A., Van Dessel S., Study of the performance of thermoelectric modules for use in active building envelopes. Build Environ, Vol.42, pp.1489‐1502, 2007.