مصرف روزافزون انرژی در دنیای امروز و مشکلات عمده زیست محیطی ناشی از آن موجب شده است تا تلاش برای توسعه انرژی های تجدیدپذیر و کاهش مصرف انرژی، به عنوان تلاشی برای بهبود مسائل زیست محیطی به دغدغه اصلی در تحقیقات نوین جهان تبدیل گردد. پیش بینی می شود تا سال 2050، هر ساله 8/1 درصد به مصرف انرژی جهانی و در نتیجه آن به آسیب های زیست محیطی در جهان افزوده شود. علاوه بر این، با افزایش شدید نیازهای سرمایش و گرمایش در بخش های مختلف صنایع و بخصوص نیاز به انرژی گرمایی در سراسر جهان، نیاز به فناوری مناسب که باعث بهبود عملکرد حرارتی در سیستم های مختلف شود، بسیار مهم به نظر می رسد. نتیجه این نیازها حرکت به طرف انرژی های تجدیدپذیر و کاهش مصرف انرژی های متعارف بوده است. از طرفی تکنولوژی های جدید مانند باتری ها و مواد دارویی وابستگی شدیدی به تغییر دما از خود نشان می دهند. استفاده از مواد تغییر فاز ((PCM)) برای استراتژی های ذخیره انرژی حرارتی در سیستم های مختلف و شاخه های مختلف صنایع در صورتی که با انتخاب صحیح و آگاهانه همراه شود، می تواند الزامات بالقوه و نیازهای حرارتی را برآورده سازد. مقاله تحقیقاتی حاضر، مروری را بر روش های مدیریت انرژی با کمک (PCM)ها و قابلیت های کلیدی این مواد، ارائه می دهد. همچنین به بررسی پیشینه (PCM) ها در صنایع مختلف می پردازد. استفاده از (PCM) ها در کاربردهای ساختمانی، باتری ها، سیستم های گرمایش آب خانگی و سایر کاربردها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین خلاصه ای از (PCM) های مورداستفاده، خواص مربوط به آن ها، مشکلات و راه کارهای استفاده از این مواد، سازندگان و آزمایش های مورد نیاز برای بررسی آن ها، ارائه شده است.

به کارگیری مواد تغییر فاز دهنده ((PCM)) در بخش های مختلف ساختمان به دلیل بالا بودن ظرفیت گرمایی این مواد، به بهبود شرایط آسایش حرارتی و کاهش مصرف انرژی می انجامد. با توجه به عملکرد بهتر این مواد در شرایط دمایی با نوسانات شدید، کاربرد آن ها در اقلیم کویری در کاهش مصرف انرژی و کاهش نوسانات تاثیر زیادی دارد. در تحقیق حاضر، شرایط دمایی گرم کاشان به عنوان دمای محیط و دیوارها با بتن معمولی به ضخامت های 10 و 20 سانتی متر و ارتفاع 100 سانتی متر در نرم افزار فلوینت مدل سازی شده اند. چند نوع ماده تغییر فاز دهنده برای این شرایط دمایی در نظر گرفته شده و بهترین نوع آن انتخاب شده است. نتایج عددی نشان می دهد که وجود ماده تغییر فاز دهنده نوسانات دمایی سطح داخل دیوارها را تا حدود °, C 4 کاهش می دهد و همچنین موقعیت آن در سمت داخلی دیوار عملکرد بهتری دارد، ولی به طور کلی تغییر در موقعیت ماده تغییر فاز دهنده تاثیر زیادی بر روی نتایج نهایی ندارد. علاوه بر آن، تغییر در تعداد ضخامت ماده تغییر فاز دهنده تاثیر زیادی بر عملکرد دمایی آن ندارد. با توجه به نتایج برای منطقه کاشان، پارافین عملکرد بهتری از خود نشان می دهد؛ به عبارت دیگر برای هر منطقه باید ماده تغییر فاز دهنده متناسب با آن مورد استفاده قرار گیرد.

بادگیر یکی از عناصر مهم معماری سنتی ایران است که به عنوان راهکاری غیر فعال به بهبود تهویه طبیعی در ساختمان کمک می­کند. در این راستا به نظر می­رسد استفاده از جرم حرارتی به ویژه روش گرمای نهان برای ذخیره انرژی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده ((PCM)) می­تواند به بهبود عملکرد بادگیر کمک کند. پژوهش حاضر نیز با هدف بررسی تأثیر استفاده از مواد تغییر فازدهنده ((PCM)) در دیواره بادگیر بر بهبود دمای هوا ساختمان انجام شده است. در راستای اهداف تحقیق نیز از روش شبیه­سازی رایانه­ای با کمک نرم­افزار انرژی پلاس و همچنین اندازه­گیری­های میدانیExperimental data)) استفاده شده است. در نهایت نتایج نشان می­دهد: دامنه نوسانات دمایی هوای داخل ساختمان با استفاده از مواد تغییر فازدهنده­ با دماهای ذوب مختلف (21, 24, 28, 30, 32) درجه سانتی­گراد نسبت به حالت پایه (without (PCM)) کاهش یافته و به محدوده آسایش حرارتی ساکنین نزدیک­تر شده و میانگین نوسانات دمای هوا در ماه­های گرم از 28 به 23 درجه سانتیگراد کاهش یافته است. با مقایسه تأثیر استفاده از مواد تغییر فازدهنده با نقاط ذوب مختلف، (PCM) با نقطه ذوب  28درجه سانتی تأثیر گذاری بیشتری بر کاهش دمای ساختمان داشته است. استفاده از مواد تغییر فازدهنده با نقطه ذوب مناسب سبب افزایش ساعات تهویه طبیعی در ساختمان می­شود. به گونه­ای که مصرف انرژی الکتریکی نیز حدود 5 درصد کاهش یافته است.

با توجه به عدم حضور خورشید از غروب تا طلوع، استفاده از سامانه­های ذخیره­سازی انرژی اهمیت قابل توجهی پیدا می کنند. در این پژوهش یک استخر خورشیدی با مقطع دایره­ای به ارتفاع 120 و قطر 110 سانتی­متر ساخته شده و استحصال گرما در آن توسط مبدل­های گرمایی داخلی و خارجی از ناحیه پائینی استخر انجام شد. برای دریافت پایدار گرما، در مبدل گرمایی خارجی از پارافین واکس به عنوان ماده تغییر­ فاز دهنده ((PCM)) استفاده گردید. آزمون­ها در دو روز، بدون ماده (PCM) و با (PCM) بررسی و تحلیل شدند. تخلیه گرمایی پارافین واکس حدود 12 ساعت زمان برد. به منظور تحلیل تفاوت­های دمایی نقطه مرجع مبدل گرمایی خارجی، داده­ها با استفاده از آزمون تی در دو گروه مستقل از طریق نرم افزار SPSS 16 در سطح معناداری (P˂ 0.05)  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت (t= 2.09 , p=0.04) که این اختلاف معنادار شد. بازده انرژی سامانه بدون (PCM) و با (PCM) به ترتیب 0/76% و  6/84% بدست آمد لذا در آزمایش با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده بازده انرژی بیشتری حاصل شد. همچنین بازده اکسرژی سامانه در آزمایش بدون (PCM) و با استفاده از (PCM) به ترتیب 9/11% و 9/15% بدست آمد که نشان می­دهد با مواد تغییر فاز دهنده بازده اکسرژی بیشتری حاصل می­شود.