WPŁYW ORGANICZNYCH MATERIAŁÓW ZMIENNOFAZOWYCH NA EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNĄ PRZEGRODY PRZEZROCZYSTEJ

W niniejszym artykule zaprezentowane zostały wyniki badań pokazujące wpływ zastosowania materiałów zmiennofazowych na poprawę efektywności energetycznej przegrody przezroczystej. Autorzy przedstawili dotychczasowy stan wiedzy z zakresu materiałów zmiennofazowych oraz ich wykorzystania wraz z przeszkleniem lub elementami współpracującymi z nimi. Przytoczone zostały również niekonwencjonalne zastosowania materiałów zmiennofazowych, w których zasadne było wykorzystanie ciepła przemiany fazowej do poprawy funkcjonowania wybranych rozwiązań. Badaniom zostało poddane przeszklenie o powierzchni 0,64m², w komorze o kubaturze 1m³. Prace badawcze zostały przeprowadzone w rzeczywistych warunkach klimatycznych w Rzeszowie w III kwartale 2015 roku. Przeszklenie zostało poddane modyfikacji z wykorzystaniem paneli zawierających materiał zmiennofazowy, mobilnej izolacji termicznej magazynująco-refleksyjnej z zaaplikowanym materiałem zmiennofazowym oraz rolet z materiałem zmiennofazowym. Otrzymane wyniki uzasadniają racjonalność użycia materiałów zmiennofazowych w celu zwiększenia bezwładności cieplnej przegrody, a co z tym związane zmniejszeniem wrażliwości wyżej wymienionej przegrody na chwilową zmianę temperatury powietrza zewnętrznego oraz natężenia promieniowania słonecznego. Uzyskane wyniki ukazują zarówno potencjał powyższego zagadnienia, jak i jego wady. Kluczowe znaczenie ma odpowiedni dobór materiału zmiennofazowego (np. temperatura przemiany fazowej oraz ciepło topnienia-krzepnięcia). Autorzy zwracają uwagę na funkcję, jaką ma spełniać opisywany materiał, poprzez jego ulokowanie w przegrodzie w zależności od potrzeby ograniczenia przechłodzenia oraz przegrzewania pomieszczeń. Niewłaściwy dobór wyżej wymienionych parametrów uniemożliwia efektywne wykorzystanie właściwości materiału zmiennofazowego.

Pełny tekst (pdf)

[1] Musiał M.: Zastosowania materiałów zmiennofazowych (PCM) w budownictwie, s. 42-45, 2015. Dom Wydawniczy Medium, Izolacje z. 195.

[2] Krasoń J., Lichołai L.: Określenie wpływu impulsów termicznych na wewnętrzne zmiany temperaturowe w elementach silikatowych zmodyfikowanych materiałem zmiennofazowym, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury –
Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXI, z. 61 (3/II/14), 2014, s. 307-316, DOI:10.7862/rb.2014.97.

[3] Krasoń J.: Możliwości zastosowania materiałów zmiennofazowych w pasywnych rozwiązaniach ściennych elementów murowych, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXI, z. 61 (3/II/14), 2014, s. 297-306, DOI:10.7862/rb.2014.96.

[4] Krasoń J., Lichołai L.: Badania laboratoryjne cieplnego funkcjonowania przegród kolektorowo-akumulacyjnych modyfikowanych materiałem zmienno-fazowym, Fizyka budowli w teorii i praktyce. tom VII, nr 2, 2015, str. 39-44.

[5] Goia F., Perino M., Serra V.: Improving thermal comfort conditions by means of PCM glazing systems Energy Build, 60 (2013), pp. 442-452.

[6] Kenisarin M., Mahkamov K.: Passive thermal control in residential buildings using phase change materials, Renewable and Sustainable Energy Reviews Volume 55, March 2016, pp. 371-398.

[7] Xiangfa Z., Hanning X., Feng J., Changrui Z., Yonggang J.: Preparation and thermal properties of paraffin/porous silica ceramic composite, Composites Science and Technology 69 (2009), pp. 1246-1249.

[8] Xiangfa Z., Hanning X., Feng J., Changrui Z., Yonggang J.: Pore structure modification of silica matrix infiltrated with paraffin as phase change material, Chemical Engineering Research and Design 8 8 (2010), pp. 1013-1017.

[9] Yajuan Z., Quangui G., Sizhong L., Jingli S., Lang L.: Heat transfer enhancement of paraffin wax using graphite foam for thermal energy storage, Solar Energy Materials & Solar Cells 94 (2010) pp. 1011-1014.