Thermal energy storage with phase change materials in building envelopes

Els materials de canvi de fase (PCM) han estat considerats per a l’emmagatzematge tèrmic en edificis des de 1980. Amb la inclusió dels PCM en plaques de guix, guix, formigó o altres materials que s’utilitzen per a cobrir les parets, l’emmagatzematge tèrmic pot ser part de les estructures fins i tot en edificis lleugers. Les noves tècniques de microencapsulació han obert moltes possibilitats en aplicacions per a edificis. El treball que es presenta és el desenvolupament d’un formigó innovador mesclat amb PCM microencapsulat, amb un punt de fusió de 26 oC i una entalpia de canvi de fase de 110 kJ/kg. El primer experiment va ser la inclusió del PCM microencapsulat dins del formigó i la construcció d’una caseta amb aquest nou formigó-PCM. Es va construir una segona caseta al costat de la primera amb les mateixes característiques i orientació però amb formigó convencional que serveix com a referència. Durant els anys 2005 i 2006 es va analitzar el comportament d’ambdues casetes i més tard es va edificar un mur Trombe a la paret sud de totes dues per investigar la seva influència durant la tardor i l’hivern.

Phase change materials (PCM) have been viable for thermal storage in buildings since before 1980. With the advent of gypsum board, plaster, concrete or other wall covering materials containing PCM, thermal storage can be part of the building structure even for lightweight buildings. New microencapsulation techniques offer many possibilities in building applications. The work we present here uses an innovative concrete that contains a commercial microencapsulated PCM with a melting point of 26oC and a phase change enthalpy of 110 kJ/kg. First we introduced the microencapsulated PCM into the concrete, and then we constructed a small house-sized cubicle from this new PCM-concrete. A second cubicle with the exact same characteristics and orientation, but built from standard concrete, was located next to the first as a reference system. We tested the behaviour of the cubicles in 2005 and 2006. Later, a Trombe wall was added to the cubicles to study its effect during autumn and winter.