Effect of buoyancy-driven natural convection in a rock-pit mine air preconditioning system acting as a large-scale thermal energy storage mass

معدن زیرزمینی یکی از صنایع پر انرژی است و تهویه شامل بخش قابل توجهی از نیازهای انرژی این صنعت مهم است. با استفاده از حجم وسیع سنگ شکسته، در یک گودال معدنی منقطع باقی مانده، به عنوان یک توده ذخیره انرژی حرارتی دارای امکان بالقوه برای کاهش هزینه های انرژی مرتبط با تهویه در معادن زیرزمینی عمیق است. این رویکرد، تعدیل تغییرات دمای هوا فصلی را تسهیل می کند. ذخیره سازی فصلی انرژی حرارتی یک راه حل مقرون به صرفه برای بهبود کارایی خنک کننده و گرمایش حرارت است، درنتیجه هزینه های مرتبط با آن کاهش می یابد. شیب درجه حرارت مشاهده شده در سیستم ذخیره سازی پیشنهادی نشان می دهد که یک مکانیزم انتقال گرما طبیعی طبیعی است که بر اساس شناوری طراحی شده است. اثر متقابل طبیعی و انواع مکانیزم انتقال حرارت مدل سازی شد و نتایج شبیه سازی و اندازه گیری داده های میدان مقطع مقایسه شد. مدل انتقال گرمای انتقال دهنده و جریان مایع که توسعه یافته است، توده سنگ متخلخل در سنگ گودال همراه با هوا (یعنی مایع) را پوشش می دهد. اثرات اندازه سنگ، نفوذپذیری و تخلخل مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که برای طیف وسیعی از تخلخل (از 0.45 تا 0.20)، این پارامترها تاثیر کمی بر دمای هوا خروجی و عملکرد پدیده ذخیره سازی حرارتی دارند. این مدل جدید، مجبور (از فن تهویه) و طبیعی (نتیجه پیوندی) ترانسفورماتور را مقایسه می کند. علاوه بر این، اثر عوامل طراحی، مانند موقعیت های ترانزیت هوا و سرعت جریان هوای تهویه، بر روی صرفه جویی در انرژی را شامل می شود.