Możliwości zmniejszenia energochłonności budynków dzięki wykorzystaniu materiałów zmiennofazowych

Metody gromadzenia energii

Metody wykorzystujące materiały zmiennofazowe do zmniejszenia energochłonności budynku idealnie wpisują się w panującą obecnie (praktycznie we wszystkich dziedzinach techniki) tendencję do zmniejszania zapotrzebowania na energię przy jednoczesnym zwiększaniu efektywności jej wykorzystania. Z tym nurtem zgodne jest również pozyskiwanie niezbędnej energii z niekonwencjonalnych źródeł, tj. energii promieniowania słonecznego, ciepła geotermalnego, energii wiatru. Wykorzystywanie tych źródeł jest korzystne, ponieważ są one powszechnie dostępne i nie wymagają wytwarzania energii, a jedynie przetworzenia już istniejącej do postaci, w jakiej może być stosowana np. do ogrzewania domów czy podgrzewania ciepłej wody użytkowej. 

Czytaj też: Projektowanie i wykonywanie budynków niemal zeroenergetycznych (nZEB) >>

Uzyskiwanie jak największej efektywności przejawia się nie tylko w możliwie najwyższej sprawności procesów, ale także w najlepszym możliwym wykorzystaniu dostępnych zasobów energii. Jednak w przypadku jej odnawialnych źródeł, takich jak energia słoneczna, pojawia się problem związany z nierównomierną ilością dostarczanego promieniowania słonecznego w ciągu dnia, a tym samym w ciągu roku. Fakt, że maksymalne zyski ciepła pojawiają się latem w godzinach popołudniowych, czyli w momencie, kiedy energia ta nie jest nam potrzebna, a wręcz generuje dodatkowe koszty związane np. z koniecznością chłodzenia pomieszczeń, utrudnia jej efektywne wykorzystanie. 

Literatura

1. Dincer I., Rosen M.A., Thermal energy storage: systems and applications, WILEY, 2011.
2. Domański R., Jaworski M., Rebow M., Thermal energy storage problems, „Biuletyn Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej” nr 79, 1995.
3. Farid M.M., Khudhair A.M., Razack S.A.K., Al-Hallaj S., A review on phase change energy storage: materials and applications, „Energy Conversion and Management” No. 45, 2004.
4. Zalba B., Marin J.M., Cabeza L.F., Mahling H., Review on thermal energy storage with chase change: materials, heat transfer analysis and applications, „Applied Thermal Engineering” No. 23, 2003.
5. Ravikumar M., Srinivasan PSS., Phase change material as a thermal energy storage material for cooling of building, „Journal of Theoretical and Applied Information Technology”.
6. Kelly R., Latent heat storage in building materials, AMEC Design.
7. Jaworski M., Zastosowanie materiałów zmiennofazowych (PCM) do zwiększenia efektywności energetycznej budynków, „Izolacje” nr 4, 2009.
8. Jaworski M., Możliwości poprawy efektywności energetycznej budynków przez zastosowanie materiałów PCM, „Chłodnictwo” nr 9, 2009.
9. Jaworski M., Materiały zmiennofazowe (PCM) do zastosowania w budownictwie, „Polska Energetyka Słoneczna” nr 1–4, 2008.
10. Jaworski M., Materiały zmiennofazowe (PCM) w budownictwie – właściwości i rodzaje, „Izolacje” nr 1, 2009.
11. Jaworski M., Materiały zmiennofazowe w elementach konstrukcyjnych ścian i podłóg, „Izolacje” nr 11–12, 2009.
12. Jaworski M., Deuszkiewicz M., Wybrane zagadnienia dotyczące możliwości zastosowania materiałów zmiennofazowych (PCM) w budownictwie, „Prace naukowe Politechniki Warszawskiej. Konferencje”, z. 26, 2009.
13. Kalnaes S.E., Jelle B.P., Phase change materials and products for building applications: A state-of-the-art. Review and future search opportunities, „Energy nad Buildings” No. 94, 2015, p. 150–176.
14. Shi X., Memon S.A., Tang W.C., Cui H.Z., Xing F., Experimental assessment of position of macro encapsulated phase change material in concreto walls on indoor temperatures and humidity levels, „Energy and Buildings” No. 71, 2014, p. 80–87.
15. Cabeza L.F., Castellon C., Nogues M., Medarno M., Leppers R., Zubillaga O., Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings, „Energy and Buildings” No. 39, 2007, p. 113–119.
16. Evola G., Marletta L., Sicurella F., A methodology for investigating the effectiveness of PCM wallboard for summer thermal comfort in buildings, „Energy and Environment” No. 59, 2013, p. 517–527.
17. Alawadhi E.M., Using phasechange materials in window shutter to reduce the solar heat gain, „Energy and Buildings” No. 47, 2012, p. 421–429.
18. Alqallaf H.J., Alawadhi E.M., Concrete roof with cylindrical holes containing PCM to reduce the heat gain, „Energy and Buildings” No. 61, 2013, p. 73–80.
19. Lin K., Zhang Y., Xu X., Di H., Yang R., Qin P., Experimental study of under-floor electric heating system with shape-stabilized PCM plates, „Energy and Buildings” No. 37, 2005, p. 215–220.
20. Konstantinidou Ch.V., Integration of thermal energy storage in buildings, The University of Texas at Austin, 2010, p. 31.

[magazynowanie energii, termiczne magazynowanie energii, ciepło jawne, ciepło utajone, materiały zmiennofazowe, ciepło zmiany fazy]