این مطالعه، موم پارافین را به عنوان یک ماده تغییر فاز دهنده (PCM) تأیید کرد که عملکرد ذخیرهسازی انرژی حرارتی نهفته را افزایش میدهد. نرمافزار دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) با یک بررسی تجربی برای ارزیابی سه پیکربندی عمودی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله مورد استفاده قرار گرفت: مبدلهای حرارتی پوسته و لوله معمولی (STHX)، مبدلهای حرارتی با پرههای سوزنی (SFTHX) و مبدلهای حرارتی مارپیچی جدید با پرههای سوزنی (SSTHX).
آب با دمای 20 درجه سانتیگراد از طریق لوله تغذیه شد تا انجماد PCM آغاز شود. نتایج مدلهای CFD، عملکرد قابل توجهی از SSWTHX را در مقایسه با سایر مدلها نشان داد. این مدل، فرآیند انجماد کامل را در 3193 ثانیه نشان داد، در حالی که SFTHX 4317 ثانیه و STHX 5710 ثانیه را نشان داد. این نتایج بهبود قابل توجهی در راندمان ذخیرهسازی انرژی حرارتی PCM به میزان 44٪ و 25٪ نسبت به مدلهای STHX و STHX در مقایسه با مدل SSWTHX نشان میدهد. تحت ۳۰۰۰ ثانیه فرآیند انجماد، ۹۸٪ از موم پارافینی در مدل SSWTHX در مقایسه با ۹۰٪ در SFTHX جامد شد. افزایش سطح SSWTHX و وجود سیم مارپیچی در مبدل حرارتی منجر به بهبود عملکرد شد. توزیع دمای CFD تطابق قوی با کار تجربی نشان داد که سه مدل CFD را تأیید کرد. این نتایج از پیکربندی SSWTHX با سیستم ذخیرهسازی خورشیدی حرارتی با راندمان بالاتر پشتیبانی میکند.
