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Description
Los materiales con cambio de fase (PCM) permiten almacenar y liberar grandes cantidades de energía en forma de calor latente durante las transiciones sólido–líquido, y su incorporación en envolventes edilicias se ha convertido progresivamente en una alternativa muy útil para moderar las fluctuaciones térmicas interiores y mantener condiciones de confort con una reducida dependencia de sistemas de climatización activos. Para analizar rigurosamente el rendimiento energético de estos materiales y avanzar hacia el diseño óptimo de envolventes con PCM, es necesario desarrollar modelos numéricos robustos que permitan resolver con precisión y estabilidad los fenómenos de transferencia de calor asociados. Este trabajo presenta un modelo dinámico acoplado para simular la evolución térmica transitoria de recintos con envolventes compuestas por PCM que exhiben histéresis de entalpía. El modelo acopla el comportamiento térmico del aire interior con la conducción de calor a través de la envolvente y la transferencia de calor con el ambiente circundante, resolviendo simultáneamente la temperatura del recinto y la distribución térmica en muros, techo y piso. La transferencia de calor en los elementos de la envolvente se resuelve mediante el método de elementos finitos (FEM), bajo una formulación mixta entalpía–temperatura, mientras que la temperatura del aire interior se obtiene a partir de un balance energético integral. Las condiciones de contorno externas se definen en función de variables meteorológicas horarias obtenidas de archivos climáticos estándar, incorporando los efectos de la radiación solar, la radiación de onda larga atmosférica y la convección exterior sobre las superficies de la envolvente.