Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Driftstörningar
Det förekommer återkommande driftstörningar på några av sök-portalerna på grund av hög belastning. Vi arbetar på att lösa problemet, ni kan tillfälligt mötas av ett felmeddelande.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Comparative analysis of heat transfer in polyurethane with phase change materials: advancing multi-scale modeling for energy efficiency
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.ORCID-id: 0000-0002-7171-1219
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
Visa övriga samt affilieringar
2025 (Engelska)Konferensbidrag, Enbart muntlig presentation (Refereegranskat)
Abstract [en]

Polyurethane (PU) as a popular polymer is widely recognized for its exceptional thermal insulation properties, making it a critical material for applications requiring effective heat transfer management. Integrating Phase Change Materials (PCMs) into PU (PU-PCMs) has emerged as a highly effective strategy for enhancing building envelope performance, ensuring greater indoor thermal stability, and mitigating temperature fluctuations. This study introduces an Enhanced Multi-Scale Modeling approach to investigate the thermal conductivity and energy efficiency of PU-PCMs, with a particular focus on their comparative performance in subarctic and tropical climates. By combining Molecular Dynamics (MD) simulations with Finite Element Methods (FEM), the model seamlessly bridges molecular-scale interactions with macroscopic thermal behavior. Using a Representative Volume Element (RVE)-FEM framework, microscopic properties are translated into engineering-scale parameters, enabling accurate and efficient predictions of material performance across diverse climatic conditions. The findings demonstrate the capability of PU-PCMs to significantly enhance energy efficiency and indoor thermal comfort. In a case study of a single-family house, PU-PCMs achieved a 7.376% reduction in energy consumption and increased comfort hours under Stockholm's subarctic climate. Moreover, the adaptability of PU-PCMs was validated in both tropical and subarctic environments, consistently stabilizing indoor temperatures, reducing HVAC energy demands, and improving occupant comfort. These results underscore the potential of PU-PCMs as a passive thermal management solution, advancing sustainable building practices. The proposed multi-scale model offers a computationally efficient and precise tool for optimizing material design in energy-sensitive applications, reinforcing the versatility and significance of PU-PCMs across a range of climatic conditions.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2025.
Nyckelord [en]
Phase change materials (PCMs), Muli-scale modelling, Building energy, Indoor thermal comfort
Nationell ämneskategori
Energiteknik Byggnadsmaterial Kompositmaterial och -teknik Solid- och strukturmekanik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-241917OAI: oai:DiVA.org:umu-241917DiVA, id: diva2:1981343
Konferens
Healthy Buildings Europe 2025 Conference, Reykjavík, Iceland, June 8-11, 2025
Forskningsfinansiär
Energimyndigheten, P2021-00248Kungl. Skogs- och Lantbruksakademien (KSLA), GFS2023-0131, BYG2023- 0007, GFS2024-0155J. Gust. Richert stiftelse, 2023-00884Forskningsrådet Formas, 2022-01475KempestiftelsernaTillgänglig från: 2025-07-03 Skapad: 2025-07-03 Senast uppdaterad: 2025-07-07Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Person

Liu, BokaiLiu, PengjuHan, OuLu, WeizhuoOlofsson, Thomas

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Liu, BokaiLiu, PengjuHan, OuLu, WeizhuoOlofsson, Thomas
Av organisationen
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
EnergiteknikByggnadsmaterialKompositmaterial och -teknikSolid- och strukturmekanik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 255 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf