افزایش روز افزون قیمت سوخت های فسیلی، کاهش منایع و لزوم کنترل آلودگی محیط زیست ، اهمیت بازیافت انرژی حرارتی و جلوگیری از اتلاف آن را در صنایع مختلف نشان می دهد. امروزه مصرف انرژی به عنوان یکی از شاخص های عمده در ارزیابی توسعه یافتگی جوامع مطرح گردیده است. به همین منظور انواع مختلفی از سامانه های بازیافت انرژی حرارتی طراحی و ساخته شده است. یکی از این سامانه ها ریژنراتورهای بستر ثابت می باشد که کاربرد گسترده ای در صنایع انرژی بر همچون صنایع تولید شیشه و ذوب آلومینیوم دارد. این سامانه با پیش گرم کردن هوای احتراق در کوره های این صنایع به کاهش مصرف انرژی کمک شایانی می کند. این پژوهش به ارائه یک مدل ریاضی حاصل از دو مکانیزم انتقال حرارت جابه جایی و هدایت شعاعی در ریژنراتور های بستر ثابت پر شده باآکنه های کروی خواهد پرداخت. جهت شبیه سازی این سامانه، نرم افزاری به زبان ویژوال بیسیک (vb) با روش حل عددی تفاضل محدود تولید گردیده است. به منظور ارزیابی صحت مدل و بررسی اثر پارامترهای مختلف مانند دبی جرمی، زمان تناوب و اندازه ی قطر آکنه های کروی بر روی عملکرد این سامانه، یک نمونه ی آزمایشگاهی از این سامانه با آکنه های کروی از جنس آلومینا طراحی و ساخته شده است. نتایج نشان می دهد با کاهش پنجاه درصدی دبی سیال ورودی در یک زمان مشخص می توان راندمان بازیابی حرارتی از سامانه را تا بیش از 20 % افزایش داد، همچنین در یک زمان مشخص می توان با نصف کردن قطر آکنه های موجود در بستر بیش از 30 % راندمان بازیابی حرارتی از سامانه را افزایش داد.

یکی از الزامات اساسی هر خانه، داشتن سامانه کنترل دمای موثری است که دمای ساختمان را در محدوده ی دمای آسایش حفظ نماید. مواد تغییر فاز دهنده، موادی با قابلیت بالای ذخیره ی حرارتی هستند که در بازه ی دمایی محدود، تغییر فاز می دهند و مقدار زیادی گرما آزاد و یا جذب می نمایند و از این رو برای تثبیت دمایی در ساختمان مورد استفاده قرا می گیرند. در این مطالعه، کارآیی حرارتی یک لایه pcm آلی در سقف و دیوارهای یک ساختمان در دو اقلیم گرم و مرطوب (شهر بوشهر) و سرد و خشک (شهر همدان) با هدف کاهش مصرف انرژی و حفظ دمای داخلی نزدیک به دمای آسایش، شبیه سازی شده است. از این رو مدل یک بعدی انتقال حرارت با روش تفاضل محدود صریح و با استفاده از نرم افزار سی پلاس پلاس(c++) حل و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی ارایه شده در مراجع مقایسه شد. ماده ی تغییر فاز دهنده پارافین c18 با دمای تغییر فاز 28 درجه ی سانتی گراد است. به منظور ارزیابی شرایط بهینه ی کاربرد pcm ، ضخامت های یک، دو و سه سانتی متری ماده ی تغییر فاز دهنده، شرایط متفاوت آب و هوایی در دو شهر بوشهر و همدان در طول یک سال و جهت گیری های متفاوت دیوار مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ضخامت سه سانتی متری بهترین عملکرد را دارا می باشد و استفاده از یک لایه ی سه سانتیمتری pcm با دمای تغییر فاز 28 درجه سانتی گراد می تواند شار حرارتی ورودی به ساختمان از طریق سقف را تا 61 درصد در بوشهر و 60 درصد در همدان در فصل تابستان و حرارت اتلافی را تا 12 درصد در بوشهر و 6 درصد در همدان در فصل زمستان کاهش دهد. بهترین عملکرد ماده ی تغییر فاز دهنده مربوط به دیوار جنوبی و در ماه هایی از سال است که میانگین دمایی نزدیک به دمای تغییر فاز دارند.