Energy Savings from Retrofitting Residential Buildings with Phase Change Material Integrated Panel
Notice bibliographique
Résumé
The building sector in Canada is energy intensive and a significant portion of the current residential building stock is decades old with their envelope requiring upgrades to meet current energy efficiency standards. This thesis investigates the energy savings from incorporating thermal energy storage using phase change materials (PCM) in retrofitting existing building stock. A building recently retrofitted in Ottawa is used as a reference for this thesis. In this study, a honeycomb PCM wallboard with a latent heat capacity of 42.7 kJ/kg and high thermal conductivity of 2.7 W/mK was selected and we performed an extensive numerical investigation on the incorporation of the PCM to the retrofit panel attached to the reference building walls. In the third chapter, we performed a parametric study to understand the effect of the phase change material parameters in reducing the heat flux through the building envelope using representative summer and winter days. The parameters considered were the melting temperature of the PCM, the thickness of the PCM and the peak equivalent heat capacity/ latent heat capacity and we analyzed how these parameters affected heat flux reduction through the building walls. It was determined that the optimal PCM melting temperature was closely related to the indoor setpoint. In the fourth chapter, we determined the effect of the positioning of the PCM and the climatic condition on the effectiveness of the PCM by performing annual simulations. The optimal energy savings were obtained when the PCM was placed on the interior side of the retrofit panel, and we observed a reduction in energy savings as the PCM was moved toward the exterior side of the retrofit panel. The annual simulation was performed for the tropical climate of Brasilia, Brazil to show the effect of climatic conditions. We noted that for year-round utilization of the latent heat storage of the PCM, the diurnal temperature swings need to overlap with the indoor temperature. Our results showed the PCM to be more effective between May and September in Ottawa and we realized heating and cooling savings of 13% and 8% respectively in these months. Economic analysis was performed to determine the payback period. Our conservative estimate based on the residential electricity price of CA$ 0.17 shows that the investment could be realized in 15.6 years. The current residential electricity price in Europe was used to estimate the payback period to get a global view and the result showed the energy savings from PCM integration can return the initial investment in 7.6 years.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».