Para climatización pasiva de edificios: materiales de cambio de fase
Los materiales de cambio de fase (MCP) tienen la capacidad de almacenar calor antes de liberarlo. Durante el sobrecalentamiento, el MCP se derrite y el calor se almacena. Cuando el edificio se enfría, el MCP se solidifica y se devuelve la energía almacenada. Por lo tanto, este nuevo material ofrece la posibilidad de aumentar la inercia térmica y reducir la necesidad de aire acondicionado. Una solución ecológica y económica.
Vincent Pessey d'Alcimed, una empresa de consultoría y apoyo a la toma de decisiones aplicada a las ciencias de la vida y la química, explica que “los PCM (materiales de cambio de fase), colocados en particiones, se funden y absorben energía térmica exceso cuando la temperatura exterior excede su temperatura de fusión (durante el día) y se solidifica restaurando la energía acumulada cuando la temperatura baja (por la noche) ". Por lo tanto, la energía se almacena como calor latente. Los MCP se pueden usar en aire acondicionado pasivo o incluso en calefacción fuera de temporada.
cuestiones
Debido al calentamiento global, el consumo de energía relacionado con el aire acondicionado solo está aumentando, impactando fuertemente el medio ambiente. Limitar la necesidad de aire acondicionado se ha convertido en un verdadero desafío. Los comentarios muestran que los picos de temperatura en una habitación equipada con PCM pueden reducirse de 3 a 4 ° C y el consumo de electricidad relacionado con el aire acondicionado puede disminuir en un 30%. Ser capaz de almacenar energía también evita tener que usar capas gruesas de materiales pesados como el concreto y crear una alta inercia que puede provocar un sobrecalentamiento durante cargas internas pesadas (computadoras en oficinas).
Daniel Quénard, de CSTB, subraya el interés del PCM en la renovación de edificios terciarios con estructura ligera, con el fin de reforzar su inercia térmica y mejorar su comodidad en verano. Si los PCM son ecológicos, también son económicos: un estudio realizado en 2007 por el Centro Termal de Lyon evalúa un retorno de la inversión a los 8 años, lo cual es interesante en el contexto actual de precios de energía y escasez. combustibles fósiles, especialmente porque los PCM tienen una vida útil muy larga, idéntica a la del edificio.
Integración con materiales de construcción.
El cambio de fase se realiza dependiendo de los materiales entre 19 y 27 ° C, las temperaturas correspondientes a los valores límite respectivamente fijados para la comodidad de invierno y verano. Los MCP (parafina, polímero, ácido graso, etc.) se pueden incorporar en materiales de construcción (yeso, concreto, ciertos plásticos) e incluso en una matriz de grafito, que tiene la ventaja de tener una excelente conductividad térmica. Las parafinas, químicamente estables, son las sustancias más comunes.
Se pueden empaquetar en microescapsulaciones de plástico microscópicas (microencapsulación) mezcladas con yeso u hormigón, o bien incorporarse a los poros de un material portador (impregnación), lo que les permite agregarse durante una renovación. 3 cm de yeso con 30% de MCP equivalen a 18 cm de concreto o 23 cm de ladrillo en términos de inercia térmica.
Los MCP son indestructibles, inertes y no tóxicos; No requieren mantenimiento. Además de las paredes constituyentes de los edificios, MCP también se puede integrar en falsos techos. CSTB especifica que un sistema de ventilación nocturna optimiza la liberación de calorías, lo que permite regenerar MCP de manera más eficiente.
Investigación y primeras experiencias.
Se están comenzando a comercializar productos (alrededor de € 50 / m2), como Micronal® (parafina en microcápsulas de polímero) de BASF o Energain® (compuesto de parafina / polietileno) de Dupont de Nemours: existen referencias en el extranjero y El monitoreo experimental in situ se lleva a cabo en Francia. También se están estudiando muchos otros tipos de materiales y formas. Se está investigando otro tipo de MCP con una transición sólido / sólido, porque pasar de una fase sólida a otra permite almacenar más calor que las fases sólido / líquido; El hecho de que sean sólidas permanentemente es ventajoso para la construcción, ya que son más fáciles de empacar y usar como son.
CSTB considera que aún deben mejorarse puntos específicos e investigación específica: mejor definición del rango de fusión / solidificación, comportamiento al fuego, caracterización de los productos secundarios posiblemente emitidos (daño potencial), acondicionamiento y durabilidad a los ciclos. de fusión / solidificación. También se está investigando el acoplamiento del cambio de fase y el material súper aislante (VIP) para producir envolturas de luz con un buen aislamiento y una inercia térmica significativa. Sin duda, los MCP tienen un futuro prometedor para reducir el consumo de aire acondicionado y preservar un buen nivel de confort para edificios con baja inercia.
Por Pascale Maes, periodista
Fuente: http://www.techniques-ingenieur.fr/actu ... cle_73628/
