مراجعة على التقييم الاقتصادي لدمج المواد المغلفة متغيرة الطور في اغلفة المباني

ABSTRACT: The worldwide energy crisis has made energy-saving a topic of concern in almost every country. Previous research has explored the use of thermal energy storage materials (TES), such as phase change materials (PCMs), as an effective energy-saving technique. Among various immersion techniques, macro-encapsulation has proven to be efficient, safe, and convenient. However, choosing the right PCM system can be complicated due to the variety of available PCM types, encapsulation materials, and encapsulation shapes. Moreover, while macro-encapsulated PCM systems are efficient, their feasibility depends on several factors, including energy prices, economic situation,

and climatic conditions. Therefore, this research aims to provide a comprehensive overview to help create a deeper understanding of the design and application of macro-encapsulated PCM systems. It explains the different types of PCM, encapsulation materials, and encapsulation shapes, guiding the selection for the most appropriate system regarding the surrounding environment. Additionally,

it aims to present a guideline for conducting feasibility studies on energy-saving systems such as PCM. A total of 80 research papers covering the intersection between the thermal performance of PCM and the economic assessment have been categorized, studied,

and analyzed in order to identify the most accurate method of assessing the system’s feasibility. By providing a base knowledge regarding the various types of each element of the system and the factors that govern the selection of each, this research will help engineers appropriately design the system. In addition, providing a detailed guideline to the assessment of the system shall aid the decision makers in determining the system’s feasibility which encourages its application. Finally, the research investigates and addresses the key issues for future studies.
Keywords: Thermal energy storage material, Phase change materials, Thermal performance, Economical assessment, Energy savings, Feasibility study.

المستخلص: في ظل ازمة الطاقة العالمية؛ تعتبر أساليب حفظ الطاقة موضع اهتمام من العالم اجمع. فقد اختبرت العديد من الأبحاث السابقة إمكانية استخدام مواد تخزين الطاقة الحرارية مثل المواد متغيرة الطور كتقنية لحفظ الطاقة. ومن بين طرق متعددة لدمج المواد متغيرة الطور في المباني، اثبتت تقنية التغليف الدقيق فعاليتها وسهولتها وملائمتها. على الرغم من ذلك، اختيار النظام الأمثل يمكن ان يكون معقد نتيجة لتعدد الأنواع المتاحة من المواد متغيرة الطور، بالإضافة الى مواد واشكال التغليف المختلفة. وعلى صعيد اخر،

فإن التقييم الاقتصادي لمثل هذه المواد يعتمد على عدة عوامل مثل أسعار الكهرباء، والوضع الاقتصادي للبلد، والظروف المناخية. وبالتالي، فإن هذا البحث يهدف الى تقديم مراجعة عامة للمساعدة في فهم تصميم وتطبيق المواد متغيرة الطور ومدى قابلية تطبيقها اقتصاديا. فيتناول البحث شرح وتقديم العوامل المختلفة المؤثرة على اختيار نوع المادة متغيرة الطور، بالإضافة الى مادة وشكل التغليف، وعلاقة كل ما سبق بالظروف المناخية. بالإضافة الى تقديم مقترح يهدف الى التقييم الاقتصادي الدقيق لدمج هذه المواد في اغلفة المباني. ولتحقيق هذا الهدف،

فقد تم مراجعة وتصنيف 80 بحث علمي يغطيان كلا من الأداء الحراري للمواد متغيرة الطور والتقييم الاقتصادي لها، وذلك بهدف تحديد الطرق الأكثر دقة لتقييم الجدوى الاقتصادية من استخدام هذه المواد. وكنتيجة لهذا البحث، فقد تم تقديم قاعدة علمية توضح العناصر المختلفة بداخل نظام المواد متغيرة الطور، والعوامل المختلفة التي تؤثر على اختيار كلا منهم. وبهذا فإن هذا البحث يُمكِن المهندسين المتخصصين من تصميم نظام مناسب. بالإضافة الى ذلك، فقد قدم البحث توجيهات مفصلة لتقييم النظام المستخدم اقتصاديا،

مما يساعد متخذي القرار على تحديد الجدوى الاقتصادية منه وبالتالي التشجيع على استخدامه. وفي النهاية، تم تقديم مقترحات للنقاط الرئيسية التي تمثل مجالا للأبحاث المستقبلية.
الكلمـات المفتاحية: مواد تخزين الطاقة الحرارية، المواد متغيرة الطور، الأداء الحراري، التقييم الاقتصادي، حفظ الطاقة، دراسة الجدوى.