【الغرض】 لتحسين كفاءة المبادلات الحرارية في نظام تخزين الطاقة بثاني أكسيد الكربون، تم استخدام ملح الشمس وثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (S-CO₂) كسوائل جانب التبريد والتسخين، ودراسة أداء التدفق ونقل الحرارة في مبادل حراري من نوع لوحة الدوائر المطبوعة (printed circuit heat exchanger, PCHE). 【الطريقة】 تم اختيار قطر القناة، زاوية الانعطاف، وعدد دورات الانعطاف كمتغيرات مستقلة، واستخدم معامل النقل الحراري الكلي K، ونسبة معامل النقل الحراري إلى انخفاض الضغط K/ΔP كمؤشرات استجابة، باستخدام المحاكاة العددية مع طريقة السطح الاستجابي لتحليل تأثير المتغيرات والتفاعلات بينها وتحسين المعلمات. 【النتائج】 ضمن نطاق قطر القناة من 1.0 إلى 2.0 مم، وزاوية الانعطاف من 5 إلى 30 درجة، وعدد دورات الانعطاف من 6 إلى 10، يؤدي تقليل قطر القناة، وزيادة زاوية الانعطاف وعدد دورات الانعطاف إلى زيادة كفاءة نقل الحرارة؛ قطر القناة له تأثير كبير على K و K/ΔP، كما أن تفاعله مع عدد دورات الانعطاف كبير؛ تم تحديد معلمات K المثلى (عند القطر 1.003 مم، زاوية الانعطاف 29.71 درجة، وعدد دورات الانعطاف 9.935، يصل K إلى 1313 واط/(م²·ك))، ومعلمات K/ΔP المثلى (عند القطر 2.0 مم، زاوية الانعطاف 9.407 درجة، وعدد دورات الانعطاف 6، يصل K/ΔP إلى 0.4537 واط/(م²·ك·باسكال))؛ يبلغ حجم PCHE حوالي 1/10 من المبادلات التقليدية من نوع أنبوب وغطاء. 【الاستنتاج】 تؤكد الدراسة أن تغييرات قطر القناة، زاوية الانعطاف، وعدد دورات الانعطاف في PCHE من نوع Z تؤثر على أداء نقل الحرارة، وأن طريقة السطح الاستجابي فعالة في تحسين معلمات هيكل القناة لتعزيز أداء نقل الحرارة. كما أن PCHE يتميز بميزة تحقيق الكثافة العالية في نظام تخزين الطاقة بثاني أكسيد الكربون.

نظام تخزين طاقة ثاني أكسيد الكربون; ملح الشمس; مبادل حراري من لوحة الدوائر المطبوعة; طريقة السطح الاستجابي