Phase change materials (PCM)

Phase change materials zijn materialen waarvan de faseverandering (van vast naar vloeibaar en andersom) wordt gebruikt om warmte of koude op te nemen en af te staan. In PCM’s wordt energie tijdelijk opgeslagen voor gebruik op een later moment.

Door de tijdelijke opslag worden extreme temperaturen vermeden en daalt de koel- en verwarmingsbehoefte in een gebouw. Hierdoor kan de technische installatie voor koeling en verwarming kleiner zijn en zal het energieverbruik geringer zijn.

Hoe werkt PCM?

Met PCM is er sprake van een tijdelijke opslag van warmte of koude. Door warmteopname uit de omgeving smelt het materiaal – een zoutoplossing of zoutkristallen in een zak of in een paneel - en wordt de omgeving gekoeld. Wanneer de temperatuur zakt, stolt het materiaal weer door warmteafgifte aan de omgeving en wordt de omgeving verwarmd.

Bron van PCM

De warmteafgifte en –opname vindt met PCM plaats in de ruimte in het gebouw zelf. De zoutoplossing wordt gemaakt voor een bepaald temperatuurtraject, bijvoorbeeld
19-22° C. Om een vergelijking te maken: warmte-koude opslag in de bodem heeft een warmtepomp en een warmtebron (omgevingslucht of bronput) nodig. Bij PCM ligt de bron in de ruimte zelf. De energie wordt opgeslagen en op een later moment gebruikt. De drijvende kracht achter de warmte-opname of afgifte is de temperatuur in de ruimte.  

Minder energiegebruik

Een dergelijke faseverandering kan de  warmtecapaciteit van een gebouw vergroten; 1 kg PCM kan evenveel energie opslaan als 30 kg beton. Hierdoor kan het additionele koel- en verwarmingsvermogen sterk verminderen en zal het energiegebruik geringer zijn.

Het toepassen van PCM

In het plafond

In kantoorgebouwen wordt PCM toegepast in het systeemplafond. Het verwarmings- en ventilatiesysteem kan met kleine aanpassingen gewoon gehandhaafd blijven. Meer dan 90 procent van de huidige kantoorgebouwen heeft een systeemplafond. Juist daarom zijn PCM’s zo geschikt voor renovatie. Bij de gelijktijdige overgang van een airconditioningsinstallatie naar een omkeerbare warmtepomp, zal de warmtepomp kleiner kunnen zijn dan zonder PCM-toepassing.

In de vloer

Op de markt zijn systemen met dunne cassettes PCM die in de vloer worden aangebracht, waarna deze als thermische accu fungeert. De grote thermische massa heeft een dempende werking op de binnentemperatuur waardoor minder koel- en verwarmingsvermogen nodig is.

Koeling van datacenters

Bij de koeling van datacenters worden PCM’s toegepast. Het energetische voordeel wordt bereikt door bij lagere buitentemperaturen of ’s nachts het PCM te laden. Ook bij een stroomstoring zal het PCM met zijn koelende werking de kostbare apparatuur beschermen tegen extreem hoge temperaturen. Met dit materiaal is het mogelijk om de relatieve vochtigheid en de temperatuur binnen bepaalde grenzen te beheersen.

In de praktijk

ABN Amro Alkmaar

ABN Amro heeft bij de renovatie van haar vestiging in Alkmaar gebruik gemaakt van PCM-koelplafonds. Tezamen met raamfolie, dakisolatie en warmte en koude-buffers was het effect dat het geïnstalleerd vermogen voor verwarming en koeling tot een kwart beperkt kon worden.  

ABN Amro Alkmaar

Energieneutraal huis 2.0 (Amsterdam)

In dit energieneutraal huis in Amsterdam wordt thermische massa bereikt door sommige wanden uit te voeren in leemstuc met PCM-toeslag.

Energieneutraal huis 2.0

Meer weten?

Service menu right