(a) Coupe transversale de la paroi PCM (b) Position de mesure de la température. Crédit :Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST)
La chaleur estivale devenant de plus en plus insupportable et prolongée en raison du changement climatique, la charge de refroidissement en été a également augmenté. L'isolation est actuellement la principale solution pour empêcher la chaleur de pénétrer dans un bâtiment, mais l'application d'un matériau supplémentaire qui retarde la pénétration de la chaleur peut empêcher la température intérieure d'augmenter et à son tour abaisser la charge de refroidissement du bâtiment.
Une équipe de recherche en Corée a développé un nouveau matériau pour la construction de murs qui peut réduire la pénétration de la chaleur de l'extérieur. L'équipe dirigée par le Dr Sarng Woo Karng de la Division du programme national de recherche de l'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) a réussi à réduire la pénétration de la chaleur à travers les murs des bâtiments en appliquant un matériau à changement de phase (PCM).
Les MCP sont des matériaux qui absorbent ou libèrent de la chaleur de/vers la zone environnante mais ne changent pas de température pendant le changement de phase. L'un des types les plus courants est l'huile de paraffine, qui sert à faire des bougies. Un PCM solide absorbe la chaleur lors de sa transition vers la phase liquide, donc en utilisant un étui pour le maintenir lorsqu'il est en phase liquide sans provoquer de fuite, il est possible de les appliquer sur un mur de bâtiment pour empêcher la chaleur d'entrer à l'intérieur.
Le problème, cependant, est que les MCP ne fondent pas uniformément de l'extérieur vers l'intérieur pendant la transition de phase du solide au liquide. Pour être plus précis, Les MCP se transforment en liquide à partir de la couche la plus externe, et les parties chaudes se déplacent vers le haut, tandis que les parties qui sont encore relativement froides se déplacent vers le bas. Ainsi, tandis que la partie supérieure peut avoir complètement fondu, la partie inférieure ne le fait pas, et comme résultat, la chaleur pénétrera dans le bâtiment à travers la zone où le PCM est en phase liquide. Finalement, le PCM devient inefficace pour contrôler la température intérieure et devient inutile.
(a) le dispositif expérimental (b) le module laser pour la visualisation de l'écoulement de fluide. Crédit :Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST)
L'équipe du Dr Karng a abordé le changement de phase non uniforme avec des injections de bulles. L'injection de bulles dans la partie inférieure du MCP lors de sa transition de phase a permis une circulation uniforme du MCP en phase liquide. Par conséquent, le MCP a fondu de la zone la plus proche de l'enveloppe de manière uniforme, et la pénétration de la chaleur a été inhibée à travers le mur du bâtiment jusqu'à ce que le PCM entier fonde.
Le Dr Karng a dit, "Nous nous attendons à ce que le mur isolant utilisant le générateur de bulles PCM utilisé dans cette étude contribue à réduire la quantité d'énergie utilisée pour chauffer ou refroidir un bâtiment. Les techniques d'isolation utilisant des PCM permettent de réduire la pénétration de la chaleur, en combinaison avec le matériau isolant du bâtiment, et il peut également être utilisé comme murs extérieurs de bâtiments à énergie zéro."
