ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 140

Design 1
12
Design 2
10
8
6
4
2
0
1
2
3
Velocity level (m/s)
4

Figure 8: Maximum temperature drop at air different level of air velocity 1, 2, 3 and 4 m/s for single           
(Design #1) and series PCM enclosures (Design #2). 

Figure 9. Total net heat reduction by implementing the PCM‐ based pre‐cooling unit in the duct 
system for design#1 and design #2 at a velocity rate of 4,3,2,and 1 m/s . 

Figure 10. AC cooling system capacity reduction by integrating the PCM in the pre‐cooling system for 
design #1 and #2 at a velocity rate of 4, 3, 2 and 1 m/s in the UAE hot condition. 
4. Discussion 
4.1. Experimental Analysis 
Fig.  4  shows  that  the  inlet  air  temperature  subjected  to  the  AC  duct  system  started  with  and 
without the proposed pre‐cooling unit. The inlet air temperature starts at 29 °C and rise up as the solar 
radiation increases reaching the maximum temperature of 45 °C at the noon time (1‐3) pm. Inclusion of 
PCM  as  the  latent  heat  storage  system  in  the  AC  duct  system  cools  the  outlet  air  temperature  and 
reduced the peak air temperature achieving a temperature drop of 4.3 °C as maximum and 3.6 °C as an 
average. 
The total calculated heat released to indoor space by without and with employing PCM‐based pre‐
cooling system for three consecutive days applying UAE weather data is shown in Fig. 5A, and Fig.5 B 
shows  the  corresponding  reduction  in  the  released  heat  by  percentage.  From  the  result,  integrating 
PCM‐based pre‐cooling system cooled the inlet air temperature and reduced the total heat from average 
of 1000KW to around 650KW offering a daily reduction of 16% and day‐time reduction of 14%.     
129
ZEMCH 2019 International Conference l Seoul, Korea