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Mejorando el Confort Térmico en Edificios: Un Estudio de Dinámica de Fluidos Computacional de Materiales de Cambio de Fase Encapsulados en Múltiples Capas Integrados en Ladrillos para la Gestión Energética

Autores: Ghafoorian, Farzad; Mehrpooya, Mehdi; Mirmotahari, Seyed Reza; Shafiee, Mahmood

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Mejorando el Confort Térmico en Edificios: Un Estudio de Dinámica de Fluidos Computacional de Materiales de Cambio de Fase Encapsulados en Múltiples Capas Integrados en Ladrillos para la Gestión Energética


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Almacenamiento de energía térmica
Materiales de cambio de fase
PCM encapsulados
Ladrillos
Dinámica de fluidos computacional
Regulación térmica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El almacenamiento de energía térmica juega un papel vital en la mejora de la eficiencia de los sistemas energéticos, particularmente en aplicaciones de construcción. Los materiales de cambio de fase (MCP) han ganado una atención significativa como una solución pasiva para la gestión de energía dentro de los envolventes de los edificios. Este estudio examina el rendimiento térmico de los MCP encapsulados integrados en ladrillos como un método de enfriamiento pasivo, teniendo en cuenta las condiciones climáticas exteriores para mejorar el confort térmico interior durante las temporadas de verano e invierno. Se realiza un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) para comparar tres configuraciones: un ladrillo convencional, un ladrillo con una capa de MCP y un ladrillo con tres capas de MCP. Los resultados indican que la configuración de tres capas de MCP proporciona la regulación térmica más efectiva, reduciendo las fluctuaciones de temperatura interior máxima en hasta 4 grados Celsius en verano y estabilizando la temperatura interior durante el invierno. Además, las segunda y tercera capas de MCP exhiben una mínima absorción de calor latente, con sus fracciones líquidas indicando que no ocurre fusión. Como resultado, estas capas sirven principalmente como aislamiento térmico, limitando la entrada de calor en verano y reduciendo la pérdida de calor en invierno. Durante el verano, la ausencia de la primera capa de MCP en la configuración de una sola capa conduce a una penetración térmica más rápida, haciendo que el ladrillo alcance temperaturas máximas aproximadamente dos horas antes por la tarde y aumentando la temperatura en aproximadamente 5 grados Celsius.

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