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Data: 10/09/2010

Autore: Paolo Principi, Roberto Fioretti, Lorenza Fantini

Collana: CA - 63 - Palermo 2008

Note:
Il guadagno diretto della radiazione solare passante attraverso le superfici trasparenti dell’edificio determina un rilevante carico termico che porta al surriscaldameto degli ambienti in assenza di impianto di climatizzazione o ad un aumento del consumo energetico nel caso contrario. Pertanto mitigare l’effetto dell’assorbimento della radiazione da parte delle superfici interne degli ambienti diminuisce il dispendio energetico e contribuisce al mantenimento delle condizioni di comfort.
L’inserimento di uno strato di materiale in passaggio di fase (PCM – Phase Change Material) all’interno della pavimentazione che possa assorbire, cambiando di fase, l’energia termica prodotta dall’assorbimento della radiazione solare incidente e l’uso di
un sistema di scambio termico che permetta la solidificazione del PCM, sottraendogli calore latente e parte del calore sensibile,
può permettere interessanti fenomeni di abbassamento del livello di picco del carico termico e lo sfasamento rispetto ad altri carichi termici indotti in ambiente. Da questa rappresentazione è facile evincere come una possibile configurazione del sistema
possa essere quella di una serpentina di tubo, del tutto simile a quelle dei pannelli radianti a pavimento, immersa o posta in intimo contatto con uno strato di PCM, mantenuto all’interno di un contenitore progettato per facilitarne lo scambio termico
con il fluido termovettore passante all’interno del condotto.
Durante l’estate 2007 è stata eseguita una campagna sperimentale per la valutazione del comportamento energetico delle pavimentazioni e di conseguenza degli ambienti influenzati dalle varie condizioni ambientali esterne i cui parametri caratterizzanti sono stati continuamente monitorati, così come quelli relativi all’ambiente interno. Successivamente sono state eseguite simulazioni numeriche, per la previsione delle prestazioni energetiche dei sistemi, i cui risultati sono stati confrontati
con quelli sperimentali per la validazione. I test hanno mostrato come l’uso dei PCM nelle pavimentazioni possa effettivamente apportare un importante contributo al risparmio energetico degli ambienti durante il periodo estivo, senza dover subire rilevanti costi aggiuntivi in quanto la presenza della tubazione e del PCM consente il riscaldamento radiante invernale con alcuni interessanti risvolti, rispetto al tradizionale sistema tecnologico privo dei materiali in passaggio di fase. E’ stato valutato come nelle stagioni intermedie, grazie all’elevata inerzia termica apportata dal PCM, il sistema consente di
mantenere il comfort termoigrometrico all’interno, lavorando come un sistema passivo a guadagno diretto. Si riportano i risultati delle sperimentazioni e delle elaborazioni numeriche, nonché i risultati del confronto con il comportamento di un box realizzato con materiali e sistemi tradizionali.