Phase Changing Material (PCM)

Phase change materials, ook wel fase-overgangsmaterialen genoemd, zijn materialen waarvan de faseverandering van vast naar vloeibaar en andersom wordt gebruikt om warmte/koude op te slaan en af te staan. OC Autarkis kiest voor het toepassen van macro verkapselde anorganische zouten, dit zijn niet brandbare zouten.

In PCM's wordt energie opgeslagen voor gebruik op een later moment. PCM's gedragen zich als thermische accu's en zijn zodoende zeer geschikt om als warmte/koude buffer te fungeren.

Een correct toegepast PCM heeft door zijn functie als thermische accu bij een dagelijks variërende buitentemperatuur, zonnestraling en een wisselende binnenbelasting een dempende werking op de binnentemperatuur.

Het principe van fase-overgangsmaterialen als warmte accumulerende materialen is als volgt: Door warmte opname uit de omgeving smelt het materiaal; de omgeving wordt gekoeld. Wanneer de temperatuur zakt stolt het materiaal weer door warmteafgifte aan de omgeving; de omgeving wordt verwarmd. Het resultaat is een gelijkmatiger temperatuur in het gebouw zodat het te installeren additionele koel- en verwarmingsvermogen sterk wordt gereduceerd en in een aantal gevallen zelfs niet meer noodzakelijk is. Dit resulteert direct in reductie en het gebruik van o.a. koelmachines en CV ketels wat zorg draagt voor een forse energiebesparing en waardoor de CO2 uitstoot beperkt blijft.

Het meest bekende PCM ter wereld is water. Water bevriest bij 0 graden Celcius en kan dan energie opslaan. Deze energie kan later worden vrijgegeven voor koelen. Deze techniek werd al rond 1865 ingezet voor het koelen van warenhuizen en gebouwen. Veel moderne situaties kunnen en hoeven echter niet gekoeld te worden met 0 graden Celcius. Anno 2013 zijn wij in staat om PCM te ontwerpen die stollen en smelten bij een temperatuur die wij kiezen.

Deze fase-overgangen vinden plaats bij een constante temperatuur en het smelt- en stolproces kan herhaald worden over een oneindig aantal cycli zonder dat dit gevolgen heeft voor de fysische of chemische eigenschappen.

Enkele unieke kenmerken van de door ons toegepaste PCM oplossingen:

• Elk stol- en smelt punt kan worden geconstrueerd.
• Er worden niet-toxische, onbrandbare anorganische zouthydraten toegepast.
• Het PCM wordt middels macro verkapseling verpakt in HDPE panelen welke de basis vormen voor modulaire PCM warmtewisselaars.
• 1Kg PCM heeft de warmteopslagcapaciteit vergelijkbaar met 30kg beton en is volledig benutbaar.
• PCM heeft een 2,5x hogere warmteoverdracht dan beton en kan de opgeslagenenergie zeer snel weer overdragen.
• Thermische accu's kunnen worden geïntegreerd in bestaande oplossingen.
• Correcte toepassing van PCM leidt tot vermogensreductie (voor koelen en verwarmen), energiebesparing en besparing op periodiek onderhoud.
• PCM heeft een zelfregelend karakter met een actieve methode voor laden en ontladen in een ritme/cyclus.
• PCM oplossingen van Autarkis voldoen aan de 10.000 Cycli eis test van het ZAE.
• Toepassing van PCM vereenvoudigt en verduurzaamt het installatieconcept.
• PCM is volledig recyclebaar en past optimaal binnen een "cradle to cradle" milieuconcept.

Fase-overgangsmaterialen vallen onder de subsidieregeling EIA nummer 210405!