V članku Parametric study of an active-passive system for cooling application in buildings improved with free cooling for enhanced solidification raziskovalci Laboratorija za ogrevalno, sanitarno in solarno tehniko in Laboratorija za hlajenje in daljinsko energetiko (procesno strojništvo), v sodelovanju s Fakulteto za gradbeništvo in National School of State Public Works (ENTPE) iz Francije poročajo o izboljšanju toplotnega ugodja in učinkovite rabe energije v stavbah na podlagi uvajanja aktivno-pasivnih sistemov za zmanjšanje pregrevanja z uporabo fazno spremenljivih materialov (PCM). Članek je bil objavljen v reviji Sustainable Cities and Society (IF=11.7).
Danes so lahke montažne stavbe (skeletna konstrukcija in toplotna izolacija nizke gostote kot prevladujoči material v sestavi sten) in stavbe z visokim deležem površine oken priljubljeni načini gradnje. V sezoni hlajenja se lahke montažne stavbe zlahka pregrejejo, saj imajo stavbe zaradi nizke toplotne akumulacije visok toploten odziv. V nasprotju z aktivnimi sistemi, pasivni sistemi (fazno spremenljivi material (PCM), ki imajo visoko sposobnost shranjevanja toplote pri izbrani temperaturi spreminjanja faze) za svoje delovanje ne porabljajo električne energije. PCM služi kot alternativa za hladilni sistem in se lahko implementira v aktivne stavbne sisteme ali v stavbne elemente, kjer hladijo stavbe pasivno.
Shema začetnega in robnega pogoja nočnega strjevanja PCM s šestimi različnimi raziskanimi vstopnimi temperaturami zraka. Rezultat so pripadajoče izstopne temperature zraka ter povprečne temperature površine plošč PCM, na podlagi katerih je določen čas strjevanja.
V raziskavi je bil zasnovan t.i. Aktivno-Pasivni Sistem (APS) za pasivno hlajenje notranjih prostorov stavbe in aktivno regeneracijo ponoči. Za zagotavljanje zadostnega hladilnega učinka sistema v dnevnem ciklu, se mora PCM v nočnem ciklu popolnoma strditi. Za izboljšanje prenosa toplote s PCM ponoči je bila za stensko in stropno podkonstrukcijo PCM nameščena prezračevana zračna rega namenjena hlajenju PCM z zunanjim zrakom.
APS je bil raziskan in zasnovan na podlagi sistematičnega pregleda literature, eksperimentalne raziskave, parametrične analize izvedene z numeričnim modelom z računalniško analizo dinamike tekočin ter izračuna energetske učinkovitosti in obratovalnih stroškov APS.
Članek si lahko preberete na spletni strani: https://doi.org/10.1016/j.scs.2023.104960