Materiais com mudança de fase: análise de desempenho energético para o Brasil

O potencial de redução do consumo de energia elétrica para manter o conforto térmico um uma sala comercial com área de 40 m² foi avaliado para as oito zonas bioclimáticas definidas de acordo com a norma brasileira NBR 15.220-2005, ao empregar na parede externa uma camada de material de mudança de fase (PCM) de origem orgânica natural. Foram consideradas três estratégias para a manutenção do conforto térmico: (1) uma bomba de calor funcionando conforme um ciclo de Carnot invertido com COP constante; (2) utilização da bomba de calor acima mencionada, mas priorizando sempre a ventilação com ar externo; (3) ventilação como no caso 2 e otimizando a bomba de calor da estratégia 1. O controle do conforto térmico foi realizado somente para a manutenção na faixa 18° C - 24° C da temperatura interna na sala, sendo o PCM de uma mistura de ácido cáprico e álcool dodecílico com temperatura de fusão de 26,5° C. A estratégia 1, permitiu uma redução de 4,28% no consumo de energia elétrica, para a cidade de Santa Maria no Rio Grande do Sul, enquanto com a estratégia 2 a redução foi de 13,33%. Para Curitiba, foi possível reduzir 9,47% do consumo de eletricidade ao utilizar a estratégia 2. Cálculos realizados com base na estratégia 3 para a mesma cidade indicam que o uso de PCM pode levar a uma redução de 20,18% no consumo de energia elétrica. Os resultados numéricos com a estratégia 3, indicam reduções de 90% do consumo de energia. Observou-se todos os casos estudados que a exergia solar tem o potencial de geração de energia suficiente para manter a temperatura interna na faixa de conforto. É clara a necessidade de avanço tecnológico para que esta transformação de exergia em energia elétrica aconteça sem tanta perda energética. Este trabalho qualificou estes dados de maneira a melhor entender a representatividade dos mesmos.