Wpływ organicznych materiałów zmiennofazowych na efektywność energetyczną przegrody przezroczystej

• Autorzy: Lichołai L. , Musiał M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.277

Warianty tytułu

EN

Influence of an organic phase change materials on energy efficiency of transparent barrier

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

EN

This paper describes the results of the research that presents an improving influence of organic PCM on energy efficiency of transparent barrier. Author reviewed an actual knowledge concerning phase change materials and their applications with insulated glass units and other elements of transparent barriers. Unconventional applications of phase change materials in civil engineering were also mentioned. Insulated glass unit of 0,64 m2 surface area was studied in research chamber of one cubic meter volume. Research were conducted in Rzeszów, under real world, outdoor conditions, during third quarter of 2015 year. Insulated glass unit was equipped interchangeably using PCM containing panels, shutters filled with phase change material and with so called reflective-buffering movable thermal insulation. The results obtained justify using phase change materials as a mean of increasing thermal inertia of the barrier, therefore making it less susceptible for external temperature and solar irradiance changes. Proper choice of phase change materials and its properties, especially melting point and latent heat of fusion) appears to be essential if proper improvement is to be achieved. Author emphasizes the necessity to predetermine the function of the modification (overheating or overcooling protection), as the function strongly influences an optimal location of phase change material. Improper choice of properties or location of phase change material makes impossible to take full advantage of its potential.

Słowa kluczowe

PL

substancja zmiennofazowa; przegroda przezroczysta; ciepło utajone; mobilna izolacja termiczna

EN

phase change materials; transparent barriers; latent heat; movable thermal insulation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 4
• Strony: 329--337
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Lichołai L.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Budownictwa Ogólnego, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Musiał M.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Budownictwa Ogólnego, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

Bibliografia

• [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 systemsEnergy 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.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)