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Una revisión de las mejoras, desarrollos y efectos recientes del uso de materiales de cambio de fase en edificios para almacenar energía térmica

Autores: Rashid, Farhan Lafta; Al-Obaidi, Mudhar A.; Dulaimi, Anmar; Mahmood, Deyaa M. N.; Sopian, Kamaruzzaman

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Una revisión de las mejoras, desarrollos y efectos recientes del uso de materiales de cambio de fase en edificios para almacenar energía térmica


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Envolvente del edificio
Material de cambio de fase
Confort térmico
Conservación de energía
Almacenamiento de energía térmica
Aplicaciones de PCM

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Cuando se trata de garantizar un rendimiento adecuado para los edificios en términos de eficiencia energética, la envoltura del edificio es un componente crucial que debe ser presentado. Cuando una sustancia pasa por una transición de fase y ya sea libera o absorbe una cantidad de energía para proporcionar calor o refrigeración útil, se llama material de cambio de fase, o PCM por su abreviatura. Las transiciones a menudo ocurren entre los estados sólido y líquido de la materia. Los edificios utilizan PCMs para una variedad de propósitos, incluyendo confort térmico, conservación de energía, gestión de la temperatura de los materiales de construcción, reducción de cargas de refrigeración/calefacción, eficiencia y desplazamiento de carga térmica. Se aplican soluciones mejoradas utilizando nuevas investigaciones de métodos y enfoques. Sin duda, investigar y aplicar el uso de PCM en aplicaciones de construcción puede ayudar a crear edificios que sean más eficientes en energía y respetuosos con el medio ambiente, al mismo tiempo que aumentan el confort térmico y consumen menos energía. Proporciona una posible respuesta a los problemas planteados por el cambio climático, el aumento de la demanda de energía en el entorno construido y la optimización del uso de energía. Sin embargo, es cierto que aún no se ha realizado ninguna investigación particular para analizar a fondo las aplicaciones de PCM vinculadas en la industria de la construcción. Así, las tácticas principales se abordan en este documento para determinar métodos actuales y eficientes para emplear PCMs en edificios para almacenar energía térmica. Al reunir alrededor de 50 casos de la literatura abierta, este estudio realiza una evaluación exhaustiva de los estudios actualizados entre 2016 y 2023 que utilizaron PCMs como almacenamiento de energía térmica en aplicaciones de construcción. Como resultado, esta revisión tiene como objetivo evaluar críticamente la integración de PCM en edificios para el almacenamiento de energía térmica, identificar una serie de problemas que requieren más investigación y extraer algunas conclusiones importantes del cuerpo de literatura. Específicamente, se destacan en esta investigación los usos de PCMs en el techo de la envoltura del edificio y en la pared exterior. Se describen las aplicaciones, características generales y deseadas, y los tipos de PCM y su comportamiento térmico. En comparación con un tanque de almacenamiento de calor tradicional que simplemente contiene agua, esta revisión indica que un tanque de almacenamiento de agua que contiene un 15% de PCM mejora el almacenamiento de calor en un 70%. Además, los PCMs en las paredes redujeron la temperatura del aire interno en menos de 7 grados Celsius, lo que evitó el calentamiento en verano. Finalmente, el uso de PCM para la refrigeración del espacio resultó en ahorros de energía sustanciales a lo largo de las diversas estaciones.

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