Fazni promjeni materijali (PCMS) se široko koriste uglavnom zato što pružaju jedinstvena i efikasna rješenja u upravljanju energijom, kontroli temperature i zaštiti okoliša. Ispod je detaljno objašnjenje glavnih razloga za korištenje materijala za promjenu faze:
1. Efikasna skladišta energije
Materijali za promjenu faze mogu apsorbirati ili osloboditi veliku količinu toplinske energije tokom postupka faznog promjena. Ova karakteristika čini ih efikasnim medijima za skladištenje termalnog energije. Na primjer, kada postoji dovoljno solarna zračenja tokom dana, materijali za promjenu faze mogu apsorbirati i pohraniti toplotnu energiju; Noću ili u hladnom vremenu, ovi materijali mogu otpustiti pohranjenu toplotnu energiju za održavanje topline okoliša.
2. Stabilna kontrola temperature
Na faznoj tranzicijskoj točki materijali promjene faze mogu apsorbirati ili oslobađati toplinu na gotovo stalnim temperaturama. To čini PCM-ove vrlo pogodne za aplikacije za koje je potrebna precizna kontrola temperature, poput farmaceutskog prijevoza, termička upravljanja elektroničkim uređajima i regulacijom unutarnjih temperatura u zgradama. U tim aplikacijama materijali za promjenu faze pomažu u smanjenju potrošnje energije i poboljšavaju ukupnu efikasnost sistema.
3. Poboljšati energetsku efikasnost i smanjiti potrošnju energije
U polju arhitekture integriranje materijala za promjenu faze u građevinske konstrukcije mogu značajno poboljšati energetsku efikasnost. Ti materijali mogu apsorbirati višak vrućine tokom dana, smanjujući teret na klimatizaciji; Noću oslobađa toplinu i smanjuje potražnju grijanja. Ova prirodna funkcija toplotne regulacije smanjuje oslanjanje na tradicionalnu opremu za grijanje i hlađenje i na taj način smanjuju potrošnju energije.
4. Ekološki prihvatljivo
Materijali za promjenu faze uglavnom se sastoje od organskih materijala ili anorganskih soli, od kojih je većina ekološki prihvatljiva i reciklirana. Upotreba PCMS-a može pomoći smanjenju emisija stakleničkih plinova i potrošnji fosilnih goriva, doprinoseći zaštiti okoliša i postizanju ciljeva održivog razvoja.
5. Poboljšajte performanse proizvoda i udobnost
Upotreba faznih promjena materijala u potrošačkim proizvodima kao što su odjeća, madraci ili namještaj mogu pružiti dodatnu udobnost. Na primjer, pomoću PCM-ova u odjeći može regulirati toplinu prema promjenama u tjelesnoj temperaturi, održavajući udobnu temperaturu za nosivaca. Koristeći ga u madracu može pružiti idealnu temperaturu spavanja noću.
6. Fleksibilnost i prilagodljivost
Materijali za promjenu faze mogu se dizajnirati u različitim oblicima i veličinama kako bi se zadovoljile različite zahtjeve aplikacije. Mogu se izraditi u čestice, filmove ili integrirati u druge materijale poput betona ili plastike, pružajući visok stupanj fleksibilnosti i prilagodljivosti za upotrebu.
7. Poboljšati ekonomske koristi
Iako su početna ulaganja u faznim promjenama materijala mogu biti visoke, njihove dugoročne koristi u poboljšanju energetske učinkovitosti i smanjenje operativnih troškova su značajne. Smanjenjem oslanjanja na tradicionalnu energiju, materijali za promjenu faze mogu pomoći u smanjenju troškova energije i pružiti ekonomske prinose.
Ukratko, upotreba faznih promjena materijala može pružiti efikasna rješenja za toplotnu upravu, poboljšati funkcionalnost proizvoda i udobnost i pomoći u promociji održivog razvoja
Nekoliko glavnih klasifikacija i njihove karakteristike materijala za promjenu faze
Materijali za promjenu faze (PCMS) mogu se podijeliti u nekoliko kategorija na temelju njihovih karakteristika promjene kemijskog sastava i faznih promjena, svaka sa određenim prednostima i ograničenjima aplikacija. Ovi materijali uglavnom uključuju organske PCM-ove, anorganske PCMS, BIO-ov PCMS i kompozitne PCMS. Ispod je detaljan uvod u karakteristike svake vrste materijala promjene faze:
1. Organski materijali za promjenu faze
Materijali za promjenu organskih faza uglavnom uključuju dvije vrste: parafinske i masne kiseline.
-Paraffin:
-Fatures: Visoka hemijska stabilnost, dobra ponovna nemoralnost i jednostavno podešavanje taline promjenom dužine molekularnih lanaca.
-Disadvina: Termička provodljivost je niska, a možda će biti potrebno dodati termički provodljivi materijali za poboljšanje brzine toplotne reakcije.
-Zanedene kiseline:
-Fatures: Ima višu latentnu toplinu od parafina i široko pokrivanje topljenja, pogodno za različite temperaturne potrebe.
-Disabtages: Neke masne kiseline mogu podvrgnuti odvajanju faza i skuplje su od parafina.
2. Neorganske fazne promjene materijala
Materijali za promjenu neorganskih faza uključuju slana rješenja i metalne soli.
-Salt rešenje vode:
-Fatures: dobra termička stabilnost, visoka latentna toplina i niska cijena.
-Disabtages: Tokom smrzavanja može se pojaviti delaminacija i to je korozivno, zahtijevajući materijale za kontejnere.
-Metalne soli:
-Fatures: visoka fazna temperatura tranzicije, pogodna za termalnu skladištenje termalnog energije.
-Disabtages: Postoje i problemi korozije i degradacija performansi mogu se pojaviti zbog ponovljenog topljenja i učvršćivanja.
3. Biobased fazne promjene materijala
Materijali za promjenu biobased faze su PCM-ovi izvađeni iz prirode ili sintetizirani putem biotehnologije.
-Fatures:
-Environmentalno prijateljski, biorazgradiv, bez štetnih supstanci, ispunjavajući potrebe održivog razvoja.
- Može se izvući iz biljnih ili životinjskih sirovina, poput biljnog ulja i životinjske masti.
-DisabAgeages:
- Može biti pitanja sa visokim troškovima i ograničenjima izvora.
- Termička stabilnost i toplotna provodljivost su niži od tradicionalnih PCM-ova i mogu zahtijevati modifikaciju ili kompozitnu pomoćnu podršku.
4. Kompozitne fazne promjene materijala
Kompozitne fazne promjene materijala kombiniraju PCMS s drugim materijalima (kao što su toplinski provodljivi materijali, materijali za podršku itd.) Za poboljšanje određenih svojstava postojećih PCM-ova.
-Fatures:
-By kombinirajući se sa visokim termičkim provodljivim materijalima, toplotna brzina odziva i termička stabilnost mogu se značajno poboljšati.
-Kustomizacija se može izvršiti kako bi se zadovoljili posebni zahtjevi za primjenu, poput poboljšanja mehaničke čvrstoće ili poboljšanja termičke stabilnosti.
-DisabAgeages:
- Proces pripreme može biti složen i skupi.
- Potrebne su tačne tehnike podudaranja materijala i obrade.
Ove fazne promjene materijala imaju svoje jedinstvene prednosti i scenarije aplikacija. Odabir odgovarajućeg PCM vrste obično ovisi o specifičnim temperaturnim zahtjevima primjene, trošak budžeta, razmatranja utjecaja na okoliš i očekivanom uslužnom vijeku. Sa produbljivanjem istraživanja i razvoju tehnologije, razvoj materijala za promjenu faze
Očekuje se da će opseg aplikacija daljnji proširiti, posebno u upravljanju skladištenjem i temperaturu energije.
Koja je razlika između promjena organskih faza i materijala za promjenu beskonačnih faza?
Materijali za promjenu organskih faza, PCMS i anorganski fazni materijali su obje tehnologije koje se koriste za kontrolu skladištenja i temperaturu energije koje apsorbiraju ili oslobađaju toplu pretvaranjem između čvrstih i tečnih država. Ove dvije vrste materijala imaju svoje karakteristike i područja primjene, a sljedeće su neke od glavnih razlika između njih:
1. Hemijski sastav:
-Organske fazne promjene materijala: uglavnom uključujući parafinske i masne kiseline. Ovi materijali obično imaju dobru hemijsku stabilnost i neće se razgraditi tijekom procesa topljenja i učvršćivanja.
-Inoorganske fazne promjene materijala: uključujući fiziološke otopine, metale i soli. Ova vrsta materijala ima širok spektar tališta, a odgovarajuće talište može se odabrati prema potrebama.
2. Termičke performanse:
-Organske fazne materijala: obično imaju nižu toplotnu provodljivost, ali veću latentnu toplinu tokom topljenja i učvršćenja, što znači da mogu apsorbirati ili osloboditi veliku količinu topline tijekom promjene faze.
-Inorganske fazne promjene materijala: Suprotno tome, ovi materijali obično imaju veću toplinsku provodljivost, omogućavajući brži prijenos topline, ali njihova latentna toplina može biti niža od organskih materijala.
3. Stabilnost ciklusa:
-Organske fazne promjene materijala: imaju dobru biciklističku stabilnost i može izdržati višestruke procese topljenja i učvršćenja bez značajne degradacije ili promjene performansi.
-Inoorganske fazne promjene materijala: može pokazati određenu deklaciju ili razgradnju performansi nakon više termičkih ciklusa, posebno onih materijala koji su skloni kristalizaciji.
4. Trošak i dostupnost:
-Organske fazne promjene materijala: Oni su obično skup, ali zbog svoje stabilnosti i efikasnosti, njihov dugoročni trošak upotrebe može biti relativno nizak.
-Inoorganske fazne promjene materijala: Ovi materijali su obično niski i jednostavni za proizvodnju u velikoj mjeri, ali mogu zahtijevati češću zamjenu ili održavanje.
5. Područja aplikacije:
-Organičke fazne promjene materijala: Zbog svoje stabilnosti i dobrih hemijskih svojstava, često se koriste u regulaciji temperature, odjeće, posteljine i drugih polja.
-Inoorganske fazne promjene materijala: obično se koristi u industrijskim primjenama kao što su toplinska oprema za pohranu energije i otpadnih toplinskih sustava, koji mogu iskoristiti visoku toplinsku provodljivost i raspon topljenja.
Ukratko, prilikom odabira organskih ili neorganskih faza promjena materijala, faktora poput posebnih zahtjeva za primjenu, budžet i očekivane termičke performanse moraju se uzeti u obzir. Svaki materijal ima svoje jedinstvene prednosti i ograničenja, pogodne za različite scenarije aplikacija.
Pošta: May-28-2024