10.1 Innledning
Termiske isolasjonsmaterialer er valgt for å redusere varme tvers av et medium, og de kan være laget av et enkelt eller flere materialer. Termiske isolasjonsmaterialer lagre den AMERIKANSKE industrien mer enn $60 milliarder/år i energikostnader (Cengel, 1998, s. 158-159). Derfor betydningen av isolasjonsmaterialer motiverer energi ingeniører for å øke den termiske egenskaper termiske isolasjonsmaterialer mot høyere termisk motstand., Fibrøs, mobil og detaljert stoffer blir ofte brukt isolasjonsmaterialer i bygninger. Det utvalget av varmeisolerende materiale er basert på termisk konduktivitet, termisk masse, temperatur innendørs og utendørs områder, holdbarhet, pris og andre faktorer. Thermo-fysiske egenskaper av materialer brukt i bygg-konvolutt sterkt påvirke oppvarming eller kjøling energi forbruk. Varmeledningsevnen påvirker den varme flyten på en steady state-tilstanden., For en forbigående tilstand, den spesifikke varmen påvirker også varmestrømmen ved å absorbere og lagre varme i form av fornuftig varme. Solens intensitet og utendørs temperatur varierer med tid, derfor er den termiske ledningsevne og den spesifikke varmen av materialer brukt i bygg konvolutter påvirke varmestrøm. Foretrukket termisk insulations er materialer med høy termisk kapasitet og lav varmeledningsevne., En omfattende gjennomgang av termisk isolasjonsmateriale design økonomi ble oppnådd ved Turner & Malley, og Torgal, Mistretta, Kaklauskas, Granqvist, & Cabeza (2013) forklarte i sin bok hvordan de skal takle utfordringene i bygge-oppussing mot nesten null-energi.
Inkorporering av phase change material (PCM) inn i bygningen konvolutten har vært undersøkt som en kostnad-effektiv teknikk for å redusere kjøling laster., PCMs er organiske eller uorganiske stoffer med lavt smeltepunkt temperatur og høy latent varme fra fusion, som for eksempel parafin og salt. Den PCMs er klassifisert som en kapasitiv type isolasjonsmaterialer fordi de tregere den varme flyten ved å absorbere varme. Ved høy utetemperatur ganger, PCM smelter og lagrer en del av den varmen som det overføringer fra utendørs til innendørs, og ved lav utetemperatur ganger, PCM stivner og frigjør lagret varme., Under smelteprosessen, den spesifikke varmen av PCM øker til mer enn 100 ganger, som gjør det mulig å absorbere store mengder energi i en relativt liten mengde av PCM. Ved hjelp av PCM i bygningen materialet ble foreslått av Barkmann & Wessling (1975). Morikama, Suzuki, Okagawa, og Kanki (1985) introduserte begrepet innkapsling av PCM i en umettet polyester matrise for byggematerialer., En fersk gjennomgang av PCM for å bygge konvolutter kan bli funnet i referanser (Osterman, Tyagi, Butala, Rahim, & Stritih, 2012; Pomianowski, Heiselberg, & Zhang, 2013; Soares, Costa, Gaspar, & Santos, 2013; Waqas & Din, 2013). Avhengig av konvolutten er komponent, forskning for PCM kan deles inn i tre grupper: murstein, tak, tak og vinduer., For murstein, Alawadhi (2008) presenteres en termisk analyse av murstein med sylindrisk groper fylt med PCM, og resultatene indikerer at varme gevinst kan reduseres ved 17.55% for visse design og værforhold. Zhang, Chen, Wu & Shi (2011) rapporterte den termiske egenskaper av murstein med PCM under reelle varierende utetemperatur. Den termiske responsen representert ved den innvendige veggen overflate temperatur på veggen fylt med PCM er evaluert og sammenlignet med solid murstein vegg., Chwieduk (2013) publisert en artikkel om muligheten for å erstatte tykk og tung termisk masse eksterne murstein brukt i high-latitude-land med tynne og lette termisk masse murstein. Effekten av legning, plassering av PCM-lag, fase endre temperatur og værforhold ble studert av Izquierdo-Barrientos et al. (2012), og de fant at PCM bidrar til å redusere den maksimale og amplitude for øyeblikkelig varme flux.
For tak, Alawadhi & Alqallaf (2011) undersøkte en konkret tak med vertikal membran frustum hull fylt med PCM., Målet med PCM taket er å redusere varmen strømme fra utendørs til innendørs plass ved å øke den termiske massen av taket. Den form for PCM-beholdere opprettholder den fysiske styrken av taket, kan enkelt skiftes ut om nødvendig og gjør PCM å utvide i løpet av smelteprosessen i oppadgående retning. Den varme flux i innendørs-overflaten av tak kan bli redusert med 39%, som rapportert., Numerisk analyse av heat transfer over taket struktur med PCM er av Ravikumar & Sirinivasan (2011), og ca 56% reduksjon i varme gevinst i rommet er oppnådd med et PCM-takkonstruksjon når sammenlignet med en konvensjonell taket. På den annen side er begrepet dobbelt lag av PCM-i en bygning taket ble foreslått av Pasupathy & Velraj (2008) for en helårs thermal management. Den doble lag av PCM i taket er anbefalt for å redusere varmen strømme gjennom taket.,
Forskning for PCM i windows ble også gjennomført som en teknikk for å redusere varme gevinst gjennom windows. Windows-konto for en stor andel av varme gevinst på dagtid, og energien som trenger windows gjennom solar stråling og konveksjon. Derfor, redusere varme gevinst gjennom windows er den viktigste faktoren for lagring av energi i bygninger, og for å redusere varme gevinst, utvendige skodder er installert for å eliminere effekten av solstråling., Et vindu lukker fylt med PCM ble foreslått og analysert av Alawadhi (2012), og en parametrisk undersøkelse er gjennomført for å vurdere effekten av ulike design parametere, for eksempel PCM-type og mengde i utløseren. Det ble rapportert at smeltetemperaturen av PCM bør være nær maksimal utendørs temperatur på dagtid, og mengden av PCM-bør være tilstrekkelig til å absorbere store mengder varme gevinst. Goia et al. (2012) beskrevet thermo-fysiske oppførselen til PCM vinduer system-konfigurasjoner., PCM-fylt glass windows for å redusere solstråling inn innendørs plass gjennom vinduene ble også undersøkt (Ismail, Salinas, & Henriquez, 2008), og effektiviteten av systemet er sammenlignet med windows fylt med reflekterende gasser.
