Materiali za spreminjanje faz (PCM) se pogosto uporabljajo predvsem zato, ker zagotavljajo edinstvene in učinkovite rešitve za upravljanje z energijo, nadzor temperature in varstvo okolja. Spodaj je podrobna razlaga glavnih razlogov za uporabo materialov za spreminjanje faz:
1. Učinkovito shranjevanje energije
Materiali za spreminjanje faz lahko med postopkom fazne spremembe absorbirajo ali sprostijo veliko količino toplotne energije. Zaradi te značilnosti so učinkovite medije za shranjevanje toplotne energije. Na primer, ko je čez dan dovolj sončnega sevanja, lahko materiali za spreminjanje faz absorbirajo in shranijo toplotno energijo; Ponoči ali v hladnem vremenu lahko ti materiali sprostijo shranjeno toplotno energijo, da ohranijo toplino okolja.
2. stabilen nadzor temperature
Na fazni prehodni točki lahko materiali za spreminjanje faz absorbirajo ali sproščajo toploto pri skoraj konstantnih temperaturah. Zaradi tega je PCM zelo primeren za aplikacije, ki zahtevajo natančen nadzor temperature, kot so farmacevtski prevoz, toplotno upravljanje elektronskih naprav in regulacija temperature v zaprtih prostorih v stavbah. V teh aplikacijah materiali za spreminjanje faz pomagajo zmanjšati porabo energije in izboljšati splošno učinkovitost sistema.
3. Izboljšati energetsko učinkovitost in zmanjšati porabo energije
Na področju arhitekture lahko vključevanje materialov za spreminjanje faz v stavbne strukture znatno izboljša energetsko učinkovitost. Ti materiali lahko čez dan absorbirajo odvečno toploto in zmanjšajo breme za klimatsko napravo; Ponoči sprošča toploto in zmanjšuje povpraševanje po ogrevanju. Ta naravna funkcija toplotne regulacije zmanjšuje zanašanje na tradicionalno opremo za ogrevanje in hlajenje in s tem zmanjša porabo energije.
4. okolju prijazen
Materiali za spreminjanje faz so sestavljeni predvsem iz organskih materialov ali anorganskih soli, od katerih je večina okolju prijaznih in recikliranih. Uporaba PCM lahko pomaga zmanjšati emisije toplogrednih plinov in porabo fosilnih goriv, kar prispeva k varstvu okolja in doseganju ciljev trajnostnega razvoja.
5. Izboljšajte zmogljivost in udobje izdelka
Uporaba materialov za spreminjanje faz v potrošniških izdelkih, kot so oblačila, vzmetnice ali pohištvo, lahko zagotovi dodatno udobje. Na primer, uporaba PCM -jev v oblačilih lahko uravnava toploto glede na spremembe telesne temperature in ohranja udobno temperaturo za uporabnika. Uporaba v vzmetnici lahko ponoči zagotovi bolj idealno temperaturo spanja.
6. Prilagodljivost in prilagodljivost
Materiali za spreminjanje faz so lahko zasnovani v različnih oblikah in velikostih, da ustrezajo različnim zahtevam za uporabo. Izdelajo jih lahko v delce, filme ali jih integrirajo v druge materiale, kot sta beton ali plastika, kar zagotavlja visoko stopnjo prilagodljivosti in prilagodljivosti za uporabo.
7. izboljšati gospodarske koristi
Čeprav so začetne naložbe v materiale za spreminjanje faz lahko visoke, so njihove dolgoročne koristi pri izboljšanju energetske učinkovitosti in zmanjšanju obratovalnih stroškov pomembne. Z zmanjšanjem zanašanja na tradicionalno energijo lahko materiali za spreminjanje faz pomagajo zmanjšati stroške energije in zagotoviti gospodarske donose.
Če povzamemo, lahko uporaba materialov za spreminjanje faz zagotavlja učinkovite rešitve toplotnega upravljanja, izboljša funkcionalnost in udobje izdelkov ter pomaga pri spodbujanju trajnostnega razvoja
Več glavnih klasifikacij in njihovih značilnosti materialov za spreminjanje faznih sprememb
Materiali za spreminjanje faz (PCM) lahko razdelimo v več kategorij na podlagi njihove kemijske sestave in značilnosti faznih sprememb, pri čemer ima vsaka posebne prednosti uporabe in omejitve. Ti materiali vključujejo predvsem organske PCM, anorganske PCM, PCM na osnovi bio in sestavljene PCM. Spodaj je podroben uvod v značilnosti vsake vrste gradiva za spreminjanje faz:
1. materiali za spreminjanje organske faze
Materiali za spreminjanje organske faze vključujejo predvsem dve vrsti: parafin in maščobne kisline.
-Raffin:
-Features: visoka kemična stabilnost, dobra ponovna uporaba in enostavno prilagajanje tališča s spreminjanjem dolžine molekulskih verig.
-Disadvantage: Toplotna prevodnost je nizka in morda bo treba dodati toplotne prevodne materiale za izboljšanje hitrosti toplotnega odziva.
-Davske kisline:
-Features: Ima večjo latentno toploto kot parafin in široko pokritost tališča, primerna za različne temperaturne potrebe.
-Disadvants: Nekatere maščobne kisline se lahko ločijo faze in so dražje od parafina.
2. materiali za spreminjanje anorganskih faz
Materiali za spreminjanje anorganskih faz vključujejo fiziološke raztopine in kovinske soli.
-Salt vodna raztopina:
-Features: dobra toplotna stabilnost, visoka latentna toplota in nizki stroški.
-Disadvantages: Med zamrzovanjem se lahko pojavi delaminacija in je jedko, ki zahteva materiale zabojnikov.
-Metal soli:
-Features: visoka fazna prehodna temperatura, primerna za visokotemperaturno shranjevanje toplotne energije.
-Disadvantages: Obstajajo tudi težave s korozijo in razgradnja uspešnosti se lahko pojavijo zaradi večkratnega taljenja in strjevanja.
3. Materiali za spreminjanje faze na biološki fazi
Materiali za spreminjanje faz na biološki osnovi so PCM -ji izvlečeni iz narave ali sintetizirani z biotehnologijo.
-Features:
-Vimorsko prijazno, biološko razgradljivo, brez škodljivih snovi, zadovolji potrebe trajnostnega razvoja.
-Za lahko izvlečemo iz rastlinskih ali živalskih surovin, kot sta rastlinsko olje in živalske maščobe.
-Disadvantages:
-V lahko obstajajo težave z visokimi stroški in omejitvami virov.
-Namilna stabilnost in toplotna prevodnost sta nižja od tradicionalnih PCM -jev in lahko zahtevata spreminjanje ali kompozitno podporo materiala.
4. Materiali sestavljenih faznih sprememb
Materiali za kompozitne fazne spremembe združujejo PCM z drugimi materiali (kot so toplotni prevodni materiali, podporni materiali itd.) Za izboljšanje določenih lastnosti obstoječih PCM -jev.
-Features:
-Z kombiniranjem z visoko toplotno prevodnostjo je mogoče bistveno izboljšati hitrost toplotnega odziva in toplotno stabilnost.
-Bustomizacija je mogoče izvesti tako, da izpolnjuje posebne zahteve za uporabo, na primer izboljšanje mehanske trdnosti ali izboljšanje toplotne stabilnosti.
-Disadvantages:
-postopek priprave je lahko zapleten in drag.
-Potrebne so natančne tehnike ujemanja materiala in obdelave.
Ti materiali za spreminjanje faz imajo svoje edinstvene prednosti in scenarije uporabe. Izbira ustreznega tipa PCM je običajno odvisna od temperaturnih zahtev posebne aplikacije, stroškovnega proračuna, upoštevanja vpliva na okolje in pričakovane življenjske dobe. S poglabljanjem raziskav in razvojem tehnologije je razvoj materialov za spreminjanje faznih sprememb
Pričakuje se, da se bo obseg aplikacije še povečal, zlasti pri shranjevanju energije in upravljanju temperature.
Kakšna je razlika med materiali za spreminjanje organske faze in materiali za spreminjanje neskončnih faz?
Materiali za spreminjanje organske faze, PCM in materiali za spreminjanje anorganskih faz so tako tehnologije, ki se uporabljajo za shranjevanje energije in nadzor temperature, ki absorbirajo ali sproščajo toploto s pretvorbo med trdnimi in tekočimi stanji. Vsaka dva vrsta materialov imata svoje značilnosti in področja uporabe, naslednje pa so nekatere glavne razlike med njima:
1. Kemična sestava:
-Organski materiali za spreminjanje faze: v glavnem vključno s parafinskimi in maščobnimi kislinami. Ti materiali imajo običajno dobro kemično stabilnost in se med postopki taljenja in strjevanja ne bodo razpadli.
-Inorganski materiali za spreminjanje faze: vključno s fiziološkimi raztopinami, kovinami in soli. Ta vrsta materiala ima široko paleto tališč, v skladu s potrebami pa je mogoče izbrati ustrezno tališče.
2. Termična zmogljivost:
-Organski materiali za spreminjanje faze: Običajno imajo nižjo toplotno prevodnost, vendar večjo latentno toploto med taljenjem in strjevanjem, kar pomeni, da lahko med spreminjanjem faze absorbirajo ali sprostijo veliko količino toplote.
-Inorganski materiali za spremembo faze: V nasprotju s tem imajo ti materiali večjo toplotno prevodnost, kar omogoča hitrejši prenos toplote, vendar je njihova latentna toplota lahko nižja od organskih materialov.
3. Stabilnost cikla:
-Organski materiali za spreminjanje faz: imajo dobro kolesarsko stabilnost in lahko prenesejo več procesov taljenja in strjevanja brez pomembne razgradnje ali spreminjanja zmogljivosti.
-Inorganski materiali za spreminjanje faz: lahko kažejo razgradnjo ali razgradnjo zmogljivosti po več toplotnih ciklih, zlasti tistih materialov, ki so nagnjeni k kristalizaciji.
4. Stroški in razpoložljivost:
-Organski materiali za spreminjanje faze: Običajno so dragi, vendar so zaradi njihove stabilnosti in učinkovitosti lahko njihovi dolgoročni stroški uporabe razmeroma nizki.
-Inorganski materiali za spreminjanje faz: Ti materiali so običajno poceni in jih je enostavno proizvajati v velikem obsegu, vendar lahko zahteva pogostejšo zamenjavo ali vzdrževanje.
5. Področja uporabe:
-Organski materiali za spreminjanje faze: Zaradi svoje stabilnosti in dobrih kemijskih lastnosti se pogosto uporabljajo pri regulaciji temperature stavb, oblačil, posteljnine in drugih polj.
-Inorganski materiali za spreminjanje faze: Običajno se uporabljajo v industrijskih aplikacijah, kot so sistemi za shranjevanje toplotne energije in odpadna toplota, ki lahko uporabljajo njihovo visoko toplotno prevodnost in tališče.
Če povzamemo, je treba pri izbiri gradiva za spreminjanje organskih ali anorganskih faz razmisliti o dejavnikih, kot so posebne zahteve za uporabo, proračun in pričakovana toplotna uspešnost. Vsak material ima svoje edinstvene prednosti in omejitve, primerne za različne scenarije uporabe.
Čas objave: maj-28-2024