Библиографическое описание:ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СТЕН ЗА СЧЁТ ВКЛЮЧЕНИЯ В ИХ КОНСТРУКЦИЮ МАТЕРИАЛОВ С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ФАЗОВЫМ СОСТОЯНИЕМ : научное издание / Д. В. Тараненко. - Текст : непосредственный // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2025. - №5. - С. 18-29. - ISSN 2071-7318, DOI 10.34031/2071-7318-2025-10-5-18-29.
Аннотация:Материалы с изменяющимся фазовым состоянием (МИФС) представляют большой интерес ввиду их существенных преимуществ в повышении энергоэффективности, поддержании теплового комфорта в зданиях и содействии сокращению загрязнения окружающей среды. Исследования энергосберегающей способности строительных конструкций с МИФС выполнены в основном зарубежными авторами и рассматривают здания, расположенные в теплом климате. В работе представлены результаты численного исследования наружных стен с МИФС в соответствии с требованиями отечественных норм по тепловой защите, для континентального климата г. Красноярска. Предварительно проведена верификация численной реализации алгоритма расчета, который учитывает наличие у МИФС несовпадение температур плавления и кристаллизации (термического гистерезиса). Явление термического гистерезиса во многих исследованиях не учитывается. Между тем, применение упрощенных алгоритмов, которые не включают гистерезис, может привести к существенным неточностям. В связи с этим, в расчетах исследования учтен эффект гистерезиса. Предложена методика по выбору МИФС для использования их в наружных ограждающих конструкциях. Конструкция стены с выбранным МИФС привела к уменьшению расхода тепловой энергии на 13,7 % относительно исходной конструкции в дни отопительного периода, и на 8,5 % - относительно исходной конструкции при одинаковой толщине конструкций. Сделан вывод о перспективности использования нескольких слоев МИФС с различными друг от друга температурами фазового перехода.
Phase changing materials (PCMs) are of great interest due to their significant advantages in increasing energy efficiency, maintaining thermal comfort in buildings, and helping to reduce environmental pollution. Research into the energy-saving capacity of building structures with PCMs has been carried out mainly by foreign authors and considers buildings located in warm climates. This paper presents the results of a numerical study of external walls with PCM in accordance with the requirements of domestic standards for thermal protection for the continental climate of Krasnoyarsk. Preliminary verification of the numerical implementation of the calculation algorithm was carried out, which takes into account the presence of a mismatch between the melting and crystallization temperatures of PCM (thermal hysteresis). The phenomenon of thermal hysteresis is not taken into account in many studies. Meanwhile, the use of simplified algorithms that do not include hysteresis can lead to significant inaccuracies. In this regard, the hysteresis effect was taken into account in the study calculations. A method for selecting PCM for use in external enclosing structures is proposed. The wall structure with the selected PCM resulted in a decrease in thermal energy by 13.7% relative to the original structure during the heating period, and by 8.5% relative to the original structure with the same thickness of the structures. A conclusion is made about the prospects of using several PCM layers with different phase transition temperatures.
Ключевые слова:Phase Change Materials, phase transition, energy saving, energy consumption, hysteresis, Thermal Energy Storage, energy efficiency, материалы с изменяющимся фазовым состоянием, фазовый переход, энергосбережение, энергопотребление, гистерезис, аккумулирование тепловой энергии, энергоэффективность
