Sistemi di accumulo di tipo PCM/TCM per il condizionamento degli edifici

In this work the state of art of thermal storage with PCM and TCM material has been analyzed for the residential buildings conditioning to evaluate the state of progress of the technology, the performance obtained until now and the economic feasibility with the available data. First of all the operation of the latent and thermochemical heat storage has been detailed with the requirements that ideally PCM and TCM materials should have for the conditioning applications. The major problem of these materials have been examined with extremely attention for the technical improvement heat exchange. For the PCM it has been showed the main residential uses with currently available commercial products whereas for the TCM the main assembled and studied prototypes are analyzed. Due to the greater diffusion and knowledge of PCM products, compared to the TCM, an analytics simulation study is reported for the passive method of this material for the residential conditioning. The simulation have analyzed the thermal behavior of the material and the conditioning consumptions obtained for the heavyweight building, similar to the typical Italian construction of the ‘70s, studied for different cities of the Italian peninsula. The results have finally been developed to evaluate the effectiveness and the economic feasibility of this innovative method.

In questo lavoro è stato analizzato lo stato dell’arte dell’accumulo termico con materiale PCM e TCM per il condizionamento degli edifici residenziali per valutare lo stato di avanzamento della tecnologia, le prestazioni ottenute fino ad ora e la fattibilità economica con i dati a disposizione. Innanzitutto è stato dettagliato il funzionamento dell’accumulo termico di calore latente e termochimico e i requisiti che idealmente devono avere i materiali PCM e TCM per le applicazioni di condizionamento. Sono stati approfondi i più rilevanti problemi dei materiali in questione con particolare attenzione alle tecniche di miglioramento dello scambio termico. Per i PCM si riportano i principali usi in ambito residenziale con il riferimento ai prodotti commerciali attualmente disponibili mentre per i TCM vengono analizzati i più importanti prototipi costruiti e studiati. Data la maggiore conoscenza e diffusione dei prodotti PCM, rispetto i TCM, è riportato uno studio analitico di simulazione circa il metodo passivo di questo materiale per il condizionamento di un edificio residenziale. La simulazione ha interessato il comportamento termico del materiale e i consumi di condizionamento ottenuti per l’edificio massiccio tipico della tipologia costruttiva italiana degli anni ’70 studiato per diverse città della penisola italiana. I risultati sono infine stati elaborati per valutare l’efficacia e la fattibilità economica di questo metodo innovativo.