211service.com
„Tání“ sádrokartonu udržuje místnosti chladné
Stavební materiály, které během dne pohlcují teplo a v noci ho uvolňují, čímž se v některých klimatických podmínkách eliminuje potřeba klimatizace, budou brzy na trhu ve Spojených státech. Společnost ze Severní Karolíny Národní Gypsum testuje sádrokartonové desky – sádrové panely, které tvoří stěny ve většině nových budov – obsahující kapsle, které absorbují teplo a pasivně ochlazují budovu. Kapsle vyrobené chemickým gigantem BASF , lze začlenit do řady stavebních materiálů a lze je již nalézt v některých výrobcích v Evropě.
AC zabijáci: Tyto akrylové mikrokapsle jsou naplněny parafínovým voskem, který dokáže absorbovat teplo z budov.
Materiály s fázovou změnou uvnitř kapslí BASF udržují místnost chladnou v podstatě stejným způsobem, jakým kostky ledu chladí nápoj: absorbováním tepla při tání. Každá polymerová kapsle obsahuje parafínové vosky, které tají přibližně při pokojové teplotě, což jim umožňuje udržovat konstantní teplotu místnosti po celý den. Vosky nejlépe fungují v podnebí, které se v noci ochlazuje, což umožňuje materiálům uvnitř kapslí ztuhnout a uvolnit teplo, které si během dne nashromáždily.
V některých jihoevropských klimatech například materiály absorbují během dne dostatek tepla, aby ušetřily 20 procent elektřiny potřebné pro klimatizaci. V severní Evropě, kde jsou noční teploty chladnější, nemusí budova obsahující tyto materiály klimatizaci vůbec potřebovat, říká Peter Schossig, inženýr z Fraunhoferova institutu v Mnichově v Německu, jehož výzkumná skupina spolupracovala s BASF na vývoji kapslí.
Práce je součástí tlaku ve stavebnictví směrem k ekologičtějším stavebním materiálům, které pomáhají udržovat příjemné teploty bez použití elektřiny. Podle amerického Úřadu pro energetické informace spotřebují budovy více než 70 procent elektřiny vyrobené v Americe a asi 8 procent z toho se používá pro klimatizaci v domácnostech a kancelářích. Široce používané lehké konstrukční materiály včetně dřevěných rámů a sádrokartonu umožňují dodavatelům rychle postavit budovy, ale neskladují mnoho tepla, takže teploty uvnitř během dne kolísají.
Materiály s fázovou změnou nabízejí způsob, jak přidat tepelnou hmotu do lehkých stavebních materiálů, říká Leon glicksman , profesor technologie budov a strojírenství na MIT. Od 50. let 20. století se několik společností pokusilo vyvinout pasivní chladicí systémy, které využívají materiály s fázovou změnou. Měli však omezený úspěch, protože je obtížné začlenit tyto nové materiály do stávajících stavebních materiálů.
BASF vyrábí mikrokapsle rychlým šleháním roztaveného vosku do horké vody. Protože se vosk a voda odpuzují, tvoří vosk malé kapičky. Když vědci do směsi přidají akrylové prekurzory, odpuzování mezi voskem a vodou je přiměje k potažení povrchu kapiček. Nakonec přidají katalyzátor k vytvoření akrylového polymerního obalu kolem vosku. Výsledná mokrá směs se pak může přidat do prášku, který se používá k výrobě sádrokartonu, nebo se vysuší a zapracuje do jiných stavebních materiálů, včetně betonu a omítek.
Chemický gigant DuPont vyrábí také zapouzdřené materiály s fázovou změnou a začlenila je do panelů pohlcujících teplo, které prodává v Evropě. Strategie BASF je trochu odlišná: společnost prodává kapsle jiným společnostem, aby je mohly začlenit do řady stavebních materiálů, včetně stropních panelů, pórobetonových bloků a sádrokartonu. Studie provedená společností BASF na základě německých cen elektřiny a klimatických podmínek odhaduje, že rodinný dům vyrobený ze sádry obsahující 360 gramů materiálu pro změnu fáze (za cenu 4 883 USD) by ušetřil dostatek elektřiny, aby se náklady vrátily do pěti let. .
National Gypsum spolupracuje s National Renewable Energy Laboratory a Kalifornskou koordinační radou pro nové technologie na testování svých tepelně absorbujících panelů, které budou uváděny na trh pod názvem Thermalcore . Panely se vyrábějí smícháním roztoku mikrokapsle a vody BASF se sádrou, minerálem používaným k výrobě sádrokartonu. Parafíny používané společností BASF lze upravit tak, aby se roztavily při různých teplotách; ty v panelech National Gypsum zkapalňují při 22,8 ºC (asi 73 ºF). Podle společnosti mohou panely uložit 22 britských tepelných jednotek na čtvereční stopu.
National Gypsum bude trvat nejméně rok, než bude testovat výkon panelů ve všech čtyřech sezónách, než je uvede na trh. Mluvčí říká, že společnost může přeformulovat panely tak, aby zahrnovaly více nebo méně kapslí, v závislosti na tom, jak fungují v klimatu na západě Spojených států. Data z polních zkoušek budou také použita k modelování, jak moc panely pomáhají snižovat spotřebu energie.
Kapsle pohlcující teplo byly zatím testovány pouze v pasivních systémech. Ale mohly by být také použity v aktivních systémech v teplejším klimatu, říká Glicksman z MIT. V komerčních budovách můžete spustit klimatizaci v noci, kdy je elektřina levnější, a použít materiály s fázovou změnou k udržení nižších teplot během dne, říká. Schossig říká, že jeho výzkumná skupina a BASF shromažďují data z experimentálních aktivních systémů.