1802
1. DuPont™ Energain® - materiál budoucnosti
DuPontTM Energain® PCM ÚSPORA ENERGIE A TEPELNÁ POHODA V BUDOVÁCH
SOLUTIONS FOR SUSTAINABLE BUILDINGS FOR THE FUTURE.
Co je PCM material? •CO JE PCM?
VÝHODY AKUMULAČNÍCH MATERIÁLŮ SKUPENSKÉHO TEPLA
•Phase Change Materials – Materiály měnící skupenství •PCM jako voda, paraffin, solné hydráty a další, jsou schopné absorbovat, zadržet a následně uvolnit velké množství tepla nebo chladu při poměrně malé teplotní změně změnou jejich fyzikálního skupenství, např. z pevného skupenství na kapalné. Teplo, které je akumulováno se nazývá skupenské teplo, proto tyto materiály jsou referovány také jako “Akumulační materiály skupenského tepla”.
PCM neslouží pouze jako pasivní řízení teploty v místnostech, ale také význačně snižuje spotřebu energie a tím i produkci CO2 emisí. Zatímco izolace minimalizuje tepelnou výměnu budovy s venkovním prostředím, PCM může být doplňkově použito k řízení teploty a tepelných zisků uvnitř budovy a tím k zlepšování tepelné pohody. Jakmile teplota místnosti vzroste kvůli solárním ziskům nebo vlivem topení , PCM absorbuje, akumuluje teplo a následně uvolní zpět, když teplota poklesne večer nebo během noci.
Source: BINE INFORMATIONSDIENST, themeninfo IV/02
LATENT HEAT STORAGE = SUSTAINABILITY
PRINCIP AKUMULACE TEPLA
SENSIBLE HEAT
STORED HEAT
A temperature increase leads to a temperature increase of the storage medium (blue curve) Heat capacity of the medium: Stored heat/temperature increase Examples: STONE, BRICKS
AKUMULACE SKUPENSKÉHO TEPLA
TEMPERATURE
TEMPERATURE
AKUMULACE VLASTNÍHO TEPLA
SENSIBLE HEAT
SENSIBLE HEAT LATENT HEAT = MELTING ENTHALPY
PHASE CHANGE
STORED HEAT
The material absorbs sensible heat and starts to melt when reaching the temperature of the phase change. Until melting is completed, the material maintains a stable temperature. After melting completion, a further heat transfer results in sensible heat storage. The heat stored during the melting process (melting enthalpy) is called latent heat as the material doesn’t show a temperature increase.
Akumulace vlastního a skupenského tepla Příklad vody SKUPENSKÉ TEPLO LED 0°C
335 KJ/KG
VLASTNÍ TEPLO VODA 0°C
335 KJ/KG
VODA 80°C
Akumulace vlastního a skupenského tepla
PCM MŮŽOU POJMOUT 3-4 KRÁT VÍCE ENERGIE NEŽ MATERIÁLY, KTERÉ JSOU SCHOPNY POJMOUT JEN VLASTNÍ TEPLO V TEPLOTNÍM INTERVALU 20 °C.
BUILDING APPLICATIONS
PCM teplota tání & akumulační schopnosti
Source: Harald Mehling, Luis Cabeza Bavarian Center for Applied Energy Research, ZAE Bayern, Germany
0
Outside Temperatures Resulting Air Temperatures without Energain™ Time / Day
Resulting Air Temperature With Energain™
237:22:30
237:17:15
237:12:00
237:06:45
237:01:30
236:20:15
236:15:00
236:09:45
236:04:30
235:23:15
235:18:00
235:12:45
235:07:30
235:02:15
234:21:00
234:15:45
234:10:30
234:05:15
234:00:00
233:18:45
233:13:30
233:08:15
233:03:00
232:21:45
232:16:30
232:11:15
232:06:00
232:00:45
231:19:30
231:14:15
231:09:00
231:03:45
230:22:30
230:17:15
230:12:00
230:06:45
230:01:30
229:20:15
229:15:00
229:09:45
229:04:30
228:23:15
228:18:00
228:12:45
228:07:30
228:02:15
227:21:00
227:15:45
227:10:30
227:05:15
227:00:00
Temperature (°C)
MODELOVÝ PŘÍKLAD Z MONITOROVANÉHO OBJEKTU
CoDyBa Simulation - August 2006
30
25
20
15
10
5
MOŽNÉ APLIKACE SOUČASNÉ POZNATKY
APLIKACE VE STAVEBNICTVÍ
SAMOSTATNÉ POUŽITÍ
PCM INTEGROVANÉ DO STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ
FASÁDNÍ SYSTÉMY
SUN PROTECTING SYSTEMS
PASIVNÍ ENERGIE A ŘÍZENÍ KLIMATU V MÍSTNOSTECH DUPONTTM ENERGAIN®
DUPONT ZAMĚŘENÍ
EX. GYPSOM BOARD, CONCRETE, ESTRICH
EX. GLASS FASSADE IN SOLAR HOUSE (EBNAT, KAPPEL, CH)
EXPERIMENT ZAE Bayern
…………
TEPELNÉ A CHLADÍCÍ SYSTÉMY
…………
SNÍŽENÍ SPOTŘEBY ENERGIE
…………
EX. ILKAN PRODUCT SOLUTIONS.
TECHNOLOGIE MATERIÁLU DuPontTM Energain®: Phase Change Material •NAVRŽEN JAKO – –
Přídavná tepelná akumulace pro konstrukce Akumuluje 20 x více energie než beton
•SLOŽENÉ Z – – –
Parafinový vosk (Phase Change Material): 60% Směsný polymer: 40% Hliníkový plášť
•TECHNOLOGIE – – –
Molekulárně uzavřený parafinový vosk Pevné skupenství při ~ 18ºC a níže Jakmile teplota vzroste, paraffin začne zkapalňovat a abrosbovat teplo až do 515 KJ/m2 při 18-24°C (ø bod tání 22ºC)
–
Jakmile teplota poklesne, paraffin začne tuhnout a uvolňovat teplo zpět do místnosti Skutečný test v reálných podmínkách - EDF (Electricité de France), Francie
–
INOVACE (PATENT) firmy DuPont Zajistí ,že parafín v kapalném stavu neteče !!!
ENERGAIN®: AKUMULACE ENERGIE VELIČINA
JEDNOTKA
HODNOTA
Teplotní rozsah
°C
10-31
Vrcholová teplota
°C
22
Hmotnost
Kg/m2
4.05
Tloušťka
m
0.005
Objemová hmotnost
Kg/m3
810
Celková akumulace tepla při teplotním rozsahu
KJ/m2
649
Wh/m2.d
180
(10-31°C) Teoretická absorpce energie
DSC: Differential scanning calorimetry is a thermoanalytical technique that measures the amount of heat required to increase the temperature of a sample as a function of temperature.
DSC CURVE FOR ENERGAIN®
SKUTEČNÝ TEST VE FRANCII Úkol: Ověřit vlastnosti produktu při vystavení v reálných sezónních podmínkách ANALYTICKÉ PŘÍSTROJE
DuPont test ve spolupráci s EDF (Electricité de France) Doba trvání: Srpen 2006 – Duben 2007
DuPont™ Energain® byl zkoušen v podkroví.
POKUSNÝ DŮM
MÍSTNOST (STEJNÁ SKLADBA) BEZ DuPontTM Energain®
MÍSTNOST S DuPontTM Energain®
NAINSTALOVANÉ PANELY: 68m3 OBJEM MÍSTNOSTI
TEPELNÉ ODDĚLENÍ
ŘÍZENÍ KLIMATU V MÍSTNOSTI --- T°C místnost bez DuPont™ Energain® Topérative A (sans MCP) --- T°C místnost s DuPont™ Energain® Topérative B (avec MCP)
Teplotní špička může být snížena v průměru o 4.5°C během zkoušeného období a maximálně až o 6.7°C.
Cellules
35
Température (°C)
30
25
20
15
DOKÁZANÉ VLASTNOSTI PŘI REÁLNÉM POKUSU EDF, France. 10 15/08/06
20/08/06
25/08/06
30/08/06
04/09/06
09/09/06
14/09/06
Date (a/j/m)
ENGERGAIN® VÝZNAČNĚ ZLEPŠUJE KOMFORT V BUDOVÁCH.
19/09/06
24/09/06
POROVNÁNÍ AKUMULACE TEPLA STAVEBNÍ MATERIÁLY, (5 MM PANELY) ENERGIEKAPAZITÄT [18-24 °C] 160 140 120 100 2
Wh/m
80 60 40 20 0
Mineralw olle Holzw olle
Gips
Beton
Stahl
MATERIALIEN
Wasser
DuPontTM Energain®
SNADNÁ SPECIFIKACE A MONTÁŽ JEDNODUCHÁ MONTÁŽ …………. JAKO SÁDROKARTON DuPont™ Energain® - the system • Lehké aluminiové panely: 1.0 m x 1.2 m x 5.26 mm • Aluminiová páska: k zalepení rozřezaných okrajů a děr, které se mohou při montáži vyskytnout Panely mohou být nařezány na jakoukoliv velikost a fixovány na konstrukci vrtáním, šroubováním, přibitím, nebo přidrátováním. Panely jsou montovány přímo za běžný sádrokarton.
Hrubý odhad:
1m2 Energain®/m3
VÝHODY VE ZKRATCE
TEPELNÝ KOMFORT V LÉTĚ: Může zlepšit komfort místnosti redukcí teplotních špiček až o 7°C*. ŠETŘÍ NÁKLADY NA ENERGII: Může snížit spotřebu paliv až o 15% nebo náklady na klimatizaci až o 35%*.
JEDNODUCHÁ SPECIFIKACE: Speciální software umožňující přesně spočítat dané požadavky budovy.
SNADNÁ MONTÁŽ: Lehký, flexibilní, víceúčelový – rovněž snadno montovatelný jako sádrokarton. SPOLEHLIVÝ A BEZPEČNÝ: Materiál byl intenzivně testován v laboratořích a zkoumán v reálných podmínkách jako výzkum a rozvoj dalších inovací.
* depends on multiple factors.
