10.1 introduktion
varmeisoleringsmaterialer vælges for at reducere varmestrømmen over et medium, og de kan være lavet af et enkelt eller flere materialer. Termiske isoleringsmaterialer sparer den amerikanske industri mere end $ 60 milliarder / år i energiomkostninger (Cengel, 1998, s.158-159). Derfor motiverer betydningen af isoleringsmaterialerne energiingeniører til at forbedre de termiske egenskaber ved de termiske isoleringsmaterialer mod højere termisk modstand., Fiberholdige, cellulære og granulære stoffer er almindeligt anvendte isoleringsmaterialer i bygninger. Valget af varmeisoleringsmateriale er baseret på dets termiske ledningsevne, termisk masse, temperatur på indendørs og udendørs rum, holdbarhed, omkostninger og andre faktorer. De termofysiske egenskaber af de materialer, der anvendes i klimaskærmen, påvirker i høj grad opvarmnings-eller køleenergiforbruget. Den termiske ledningsevne påvirker varmestrømmen ved en stabil tilstand., For en forbigående tilstand påvirker den specifikke varme også varmestrømmen ved at absorbere og opbevare varmen i form af fornuftig varme. Solintensiteten og udetemperaturen varierer med tiden; derfor påvirker varmeledningsevnen og den specifikke varme af de materialer, der anvendes i bygningskonvolutter, varmestrømmen. De foretrukne termiske isoleringer er materialer med høj termisk kapacitet og lav varmeledningsevne., En omfattende gennemgang af varmeisolerende materiale, design, økonomi blev udført af Turner & Malley, og Torgal, Mistretta, Kaklauskas, Granqvist, & Cabeza (2013) forklarede i deres bog, hvordan vi skal håndtere de udfordringer, bygningsrenovering mod næsten-nul-energi.inkorporering af faseændringsmateriale (PCM) i klimaskærmen er blevet undersøgt som en omkostningseffektiv teknik til reduktion af kølebelastningerne., PCM ‘ er er organiske eller uorganiske stoffer med lav smeltetemperatur og høj latent fusionsvarme, såsom paraffin og salt. PCM ‘ erne klassificeres som en kapacitiv type isoleringsmaterialer, fordi de bremser varmestrømmen ved at absorbere varmen. Under høje udetemperaturtider smelter og opbevarer PCM en del af varmen, når den overføres fra udendørs til indendørs, og ved lave udetemperaturtider størkner og frigiver PCM den lagrede varme., Under smelteprocessen øges PCM ‘ ens specifikke varme til mere end 100 gange, hvilket gør det muligt at absorbere en stor mængde energi i en relativt lille mængde PCM. Brug af PCM i byggemateriale blev foreslået af Barkmann & Wessling (1975). Morikama, Suzuki, Okagawa, og Kanki (1985) introduceret begrebet indkapsling af PCM i en umættet polyester matrix for byggemateriale., En nylig gennemgang af PCM til klimaskærm kan findes i henvisning (Osterman, Tyagi, Butala, Rahim, & Stritih, 2012; Pomianowski, Heiselberg, & Zhang, 2013; Soares, Costa, Gaspar, & Santos, 2013; Waqas & Din, 2013). Afhængig af konvolutens komponent kan forskning til PCM klassificeres i tre grupper: mursten, tage og vinduer., For mursten, Alawadhi (2008) fremlagt en termisk analyse af mursten med cylindrisk lavninger fyldt med PCM, og resultaterne viser, at det varmetilskud, kan reduceres ved at 17.55% for visse design-og vejrforhold. Zhang, Chen, ,u, & Shi (2011) rapporterede de termiske egenskaber ved mursten med PCM under reel svingende udetemperatur. Den termiske respons repræsenteret ved den indvendige væg overfladetemperatur af mur fyldt med PCM evalueres og sammenlignes med den af massiv mur., Ch .ieduk (2013) offentliggjorde et papir om muligheden for at erstatte de tykke og tunge termiske masse eksterne mursten, der anvendes i lande med høj bredde med tynde og lette termiske masse mursten. Effekten af orientering, placering af PCM-laget, faseændringstemperatur og vejrforhold blev undersøgt af i..uierdo-Barrientos et al. (2012), og de fandt, at PCM hjælper med at reducere maksimum og amplitude af den øjeblikkelige varmeflu..
Til tage, Alawadhi & Alqallaf (2011) har undersøgt en konkret taget med lodret kegle, keglestub huller fyldt med PCM., Formålet med PCM-taget er at reducere varmestrømmen fra udendørs til indendørs rum ved at øge tagets termiske masse. Formen til PCM-beholderne opretholder tagets fysiske styrke, kan let udskiftes, hvis det er nødvendigt, og giver PCM ‘ en mulighed for at ekspandere under smelteprocessen i opadgående retning. Varmeflu .en på den indendørs overflade af taget kan reduceres med 39%, som rapporteret., Numerisk analyse af varmeoverførsel hele tagkonstruktionen med PCM er ved at Ravikumar & Sirinivasan (2011), og ca 56% reduktion i varmetilskud til rummet er opnået med en PCM tagkonstruktionen, når sammenlignet med et konventionelt tag. På den anden side blev begrebet dobbeltlag af PCM i et bygningstag foreslået af Pasupathy & Velraj (2008) til en året rundt termisk styring. Det dobbelte lag af PCM i taget anbefales at reducere varmestrømmen gennem taget.,
forskning til PCM i windowsindo .s blev også udført som en teknik til at reducere varmeforstærkningen gennem windowsindo .s. Vinduer tegner sig for en stor procentdel af varmeforøgelse om dagen, og energi trænger ind i vinduerne gennem solstråling og konvektion. Derfor er reduktion af varmeforøgelse gennem vinduer nøglefaktoren for at spare energi i bygninger, og for at reducere varmeforøgelsen installeres eksterne skodder for at eliminere effekten af solstrålingen., En vindueslukker fyldt med PCM blev foreslået og analyseret af Ala .adhi (2012), og en parametrisk undersøgelse udføres for at vurdere effekten af forskellige designparametre, såsom PCM-type og mængde i lukkeren. Det blev rapporteret, at smeltetemperaturen for PCM skulle være tæt på den maksimale udetemperatur om dagen, og mængden af PCM skulle være tilstrækkelig til at absorbere store mængder varmeforøgelse. Goia et al. (2012) beskrev den termo-fysiske opførsel af PCM-ruder systemkonfigurationer., PCM-fyldt glas vinduer for at reducere solens stråler komme ind på de indendørs rum gennem vinduerne blev også undersøgt (Ismail, Salinas, & Henriquez, 2008), og effektiviteten af systemet er sammenlignet med windows fyldt med reflekterende gasser.
