Wartość temperatury powietrza w pomieszczeniach jest wypadkową wielu czynników, ale przede wszystkim zależy ona od: warunków klimatu na zewnątrz budynku (temperatura, prędkość powietrza, natężenie promieniowania słonecznego), struktury i materiału zastosowanego w konstrukcji budynku (grubość ścian, stosunek powierzchni przezroczystych do nieprzezroczystych, wartości współczynników przenikania ciepła dla przegród itp.), wewnętrznych źródeł ciepła, krotności wymian powietrza oraz zastosowanego układu instalacji chłodzących i grzewczych. W artykule przedstawiono wybrane informacje dotyczące rozwiązań z wykorzystaniem materiałów przemiany fazowej.

    Przedstawiony na rys. 1 wykres obrazuje zależność pomiędzy temperaturą wewnętrzną (zakresem komfortu) determinującą pracę układu klimatyzacji a temperatura zewnętrzną. W budynkach biurowych wahania klimatu zewnętrznego oraz mocy wewnętrznych źródeł ciepła mogą wpływać na powstawanie przejściowych nadwyżek zysków ciepła, które powodują zwiększenie wydajności urządzeń chłodniczych. Zabezpieczaniem przed nagłymi zmianami obciążenia cieplnego pomieszczenia może być stosowanie elementów zawierających materiały przemiany fazowej, które magazynując ciepło/chłód stwarzają możliwość zmniejszenia nagłych zmian temperatury powierza w pomieszczeniach bez potrzeby stosowania urządzeń chłodzących/grzewczych.

Proces przemiany fazowej
    Przemiana fazowa jest to proces polegający na zmianie stanu skupienia substancji (topnienie, parowanie), struktury krystalicznej, bądź innych właściwości fizycznych substancji. W przypadku ogrzewania ciała stałego po pewnym czasie osiąga on temperaturę punktu topnienia i rozpoczyna się proces zmiany fazy od ciała stałego do cieczy (rys. 2). Podczas tego procesu absorbowana jest określona ilość ciepła (entalpia topnienia). Dalsze ogrzewanie nie powoduje wzrostu temperatury ciała, która podczas topienia pozostaje relatywnie niezmienna. W momencie zakończenia przemiany z ciała stałego w ciecz wysoka akumulacja ciepła utajonego zostaje zakończona a wzrost temperatury ciała powoduje dalszą akumulacje ciepła jawnego. (...)

Praktyczne wykorzystanie PCM
    Poniżej zebrano przykładowe zastosowania PCM w budynkach, które mogą zwiększyć komfort cieplny użytkowników pomieszczeń, a także przyczynić się do zmniejszenia zużycia energii na cele wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń.
    Zastosowanie PCM w budynkach bazuje na trzech rozwiązaniach [2]:
● pasywnego ogrzewania,
● aktywnego ogrzewania/chłodzenia,
● nocnego chłodzenia budynku.

    W pierwszym przypadku priorytetem jest wykorzystanie naturalnego źródła ciepła, jakim jest energia słoneczna, w celu ogrzania budynku. Cel ten osiąga się poprzez zastosowanie PCM w przegrodach budynku lub w innych elementach konstrukcyjnych niż ściany. System ten określany jest mianem „pasywnego”, gdyż ciepło/chłód są oddawane do otoczenia, bez kontroli automatyki lub człowieka, w momencie wzrostu temperatury wewnętrznej w pomieszczeniach powyżej punktu topnienia. W drugim przypadku stosuje się specjalnie opracowane urządzenia, które oddają ciepło/chłód w określonych porach doby. Jest to system aktywny, w którym akumulowane ciepło/chłód jest przechowywane w oddzielnych elementach, oddzielonych od izolacji budynku. W ten sposób oddawanie ciepła/zimna regulowane jest pracą innych urządzeń. Nocne chłodzenie stosowane jest w krajach, gdzie różnica temperatury zewnętrznej i wewnętrznej wynosi minimum 10 K. Po zmierzchu do budynku wtłaczane jest w dużych ilościach powietrze zewnętrzne, z którego chłód akumulowany jest w elementach konstrukcji budynku a następnie oddawane jest do otoczenia w godzinach porannych, podczas wzrostu temperatury wewnętrznej. (...)

Podsumowanie
    Na postawie przedstawionych przykładów można zauważyć, iż w każdym budynku zastosowanie PCM może przynieść wymierne korzyści w redukcji ilości zużywanej energii. Należy jednak wstępnie przekalkulować czy inwestycja w tą technologię oraz zredukowana (w stosunku do systemu klasycznego) wielkość urządzeń w centrali klimatyzacyjnej zbilansuje koszt wprowadzenia dodatkowych elementów z PCM.