De werking
PCM als thermische accu. Hoe werkt het?
PCM staat voor Phase Change Materials (faseovergangsmateriaal). Dit zijn materialen waarvan de faseverandering (van vast naar vloeibaar en van vloeibaar naar vast) wordt gebruikt om warmte op te slaan en af te geven. Kortom: in PCM’s wordt warmte opgeslagen voor later gebruik in een cycli van 24-uur.
Het principe van faseovergangsmaterialen werkt als volgt:
- Het anorganische materiaal wordt door een specifieke menging van zouten ‘geprogrammeerd’ op een gewenste temperatuur (bijvoorbeeld 21°C)
- Door warmte op te nemen smelt het materiaal op deze temperatuur (en houdt deze warmte vast). Tijdens het smelten absorbeert het materiaal grote hoeveelheden warmte uit de omgeving. De omgeving wordt hierdoor koeler
- Zodra de temperatuur van de buitenlucht zakt onder de ‘geprogrammeerde’ temperatuur, stolt het materiaal weer en komt warmte vrij in de omgeving. De omgeving warmt weer op (of ventilatie wordt toegepast om de warmte weg te werken)
- Door de PCM’s in bufferpanelen op te slaan kan de ‘latente warmte of koude’ uit de omgeving op een later moment worden gebruikt. Bijvoorbeeld in de vloer, waar warmte uit de lage temperatuur vloerverwarming bewaart kan worden om later toe te passen in een cycli van 24-uur.
Hoe werkt het in een woning?
In een traditioneel huis gaat overdag de verwarming aan om het comfortabel te krijgen. ’s Nachts gaat de verwarming uit en koelt het huis weer af, waardoor de verwarming ’s ochtends weer aan moet. Met PCM wordt het temperatuurverschil tussen ’s ochtends en ’s avonds gerealiseerd door een bioritmisch temperatuur verloop (met een verschil van slechts een paar graden). Er is niet iedere keer een grote hoeveelheid energie nodig om het huis comfortabel te krijgen, die je vervolgens ’s nachts weer verliest. Door PCM toe te passen gaat deze energie niet verloren en behoudt je dezelfde (vooraf ‘geprogrammeerde’) temperatuur, gedurende de gehele dag en nacht.
Door PCM in de woning toe te passen, creëer je kleinere energiepieken en heb je dus ook een kleinere warmtepomp nodig om hierin te voorzien.
Hoe werkt het in een kantoorgebouw?
In een gemiddeld kantoorgebouw warmt het gedurende de werkdag snel op door de aanwezigheid van mensen. Door externe koeling toe te passen wordt er met extra energie toch een comfortabel en koel werkklimaat gecreëerd. Door PCM toe te passen wordt deze overtollige warmte van de dag opgenomen in de PCM cassettes en wordt er ’s nachts, door middel van natuurlijke ventilatie en temperatuurverschillen gekoeld. Zo bespaar je enorm op energiekosten voor koeling en gebruik je de natuurlijke temperatuurwisselingen van de dag- en nacht cyclus om een constante temperatuur te realiseren.
PCM geïnspireerd op ijs
Water is het bekendste fase overgang materiaal (PCM) ter wereld. Om ijs van 0 graden Celsius te smelten is evenveel energie nodig om water te verwarmen van 0 tot 80 graden Celsius. IJs is bijzonder geschikt om goederen op 0 graden te houden. Wij hebben gekeken hoe we deze natuurkundige kennis konden toepassen in gebouwen.
Door een technische fase overgang te gebruiken, met zout als basis, kunnen wij de warmteopslag van de fase overgang bij elke gewenste temperatuur plaats laten vinden. Voor kantoren is dit rond de 23 graden Celsius. Het anorganisch milieuvriendelijke zout dat gebruikt wordt, is een restproduct uit Groningen. Het wordt gekapseld in een speciaal HDPE paneel en vervolgens toegepast in de verschillende concepten (voor de utiliteit of woningbouw).
Enkele feiten
- 1 KG van een PCM paneel slaat 36x zoveel warmte op als 1 kg beton
- De warmteoverdracht van een PCM paneel is 15x beter dan in beton
- Hierdoor ontstaan rekenkundige zware gebouwen die warmte vasthouden
- De brandveiligheid van het PCM paneel is gecertificeerd
- Het PCM paneel is volledig herbruikbaar (Cradle to Cradle Zilver certificering)
