Faasimuutuse materjale (PCMS) kasutatakse laialdaselt peamiselt seetõttu, et need pakuvad ainulaadseid ja tõhusaid lahendusi energiahalduse, temperatuuri juhtimise ja keskkonnakaitse alal. Allpool on üksikasjalik selgitus faasimuutuse materjalide kasutamise peamiste põhjuste kohta:
1. Tõhus energiasalvestus
Faasimuutuse materjalid võivad faasimuutuse protsessi ajal imenduda või vabastada suures koguses soojusenergiat. See omadus muudab need tõhusaks soojusenergia salvestusvahendiks. Näiteks kui päeva jooksul on piisavalt päikesekiirgust, võivad faasivahetusmaterjalid imada ja säilitada soojusenergiat; Öösel või külma ilmaga saavad need materjalid keskkonna soojuse säilitamiseks vabastada soojusenergia.
2. stabiilne temperatuurikontroll
Faasi üleminekupunktis võivad faasimuutuse materjalid soojuse absorbeerida või vabastada peaaegu konstantsel temperatuuril. See muudab PCM -id väga sobivaks rakendusteks, mis nõuavad täpset temperatuurikontrolli, näiteks farmaatsiatransport, elektroonikaseadmete soojusjuhtimine ja hoonete sisetemperatuuri reguleerimine. Nendes rakendustes aitavad faasivahetusmaterjalid vähendada energiatarbimist ja parandada süsteemi üldist tõhusust.
3. Parandage energiatõhusust ja vähendage energiatarbimist
Arhitektuuri valdkonnas võib faasimuutuse materjalide integreerimine hoonekonstruktsioonidesse märkimisväärselt parandada energiatõhusust. Need materjalid võivad päeva jooksul neelata liigset soojust, vähendades kliimaseadme koormust; Öösel vabastab see kuumuse ja vähendab kuumutamisvajadust. See loodusliku soojuse reguleerimise funktsioon vähendab sõltuvust traditsioonilisest kütte- ja jahutusseadmetest, vähendades sellega energiatarbimist.
4. keskkonnasõbralik
Faasivahetusmaterjalid koosnevad peamiselt orgaanilistest materjalidest või anorgaanilistest sooladest, millest enamik on keskkonnasõbralikud ja ringlussevõetavad. PCM -ide kasutamine aitab vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja fossiilsete kütusekulu, aidates kaasa keskkonnakaitsele ja saavutades säästva arengu eesmärgid.
5. Täiustage toote jõudlust ja mugavust
Etabimuutuse materjalide kasutamine sellistes tarbekaupades nagu rõivad, madratsid või mööbel võib pakkuda täiendavat mugavust. Näiteks võib PCMS -i kasutamine rõivastes reguleerida vastavalt kehatemperatuuri muutustele, säilitades kandja jaoks mugava temperatuuri. Selle kasutamine madratsis võib anda öösel ideaalsema unetemperatuuri.
6. paindlikkus ja kohanemisvõime
Faasimuutuse materjale saab kujundada erinevate rakendusnõuete täitmiseks erineva kuju ja suurusega. Neid saab teha osakesteks, kiledeks või integreerida muude materjalide, näiteks betooni või plastiga, pakkudes kasutamiseks suurt paindlikkust ja kohanemisvõimet.
7. Parandage majanduslikku kasu
Ehkki esialgne investeering faasimuutuse materjalidesse võib olla kõrge, on nende pikaajaline kasu energiatõhususe parandamisel ja tegevuskulude vähendamisel märkimisväärne. Vähendades sõltuvust traditsioonilisest energiast, võivad faasivahetusmaterjalid aidata vähendada energiakulusid ja pakkuda majanduslikku tulu.
Kokkuvõtlikult võib faasivahetusmaterjalide kasutamine pakkuda tõhusaid soojusjuhtimislahendusi, suurendada toote funktsionaalsust ja mugavust ning aidata edendada säästvat arengut
Mitmed peamised klassifikatsioonid ja nende vastavad omadused faasimuutuse materjalidele
Faasimuutuse materjalid (PCM -id) võib jagada mitmesse kategooriasse, tuginedes nende keemilise koostise ja faasimuutuse omadustele, millel kõigil on spetsiifilised rakenduse eelised ja piirangud. Nende materjalide hulka kuuluvad peamiselt orgaanilised PCM -id, anorgaanilised PCM -id, biopõhised PCM -id ja komposiit PCM -id. Allpool on üksikasjalik sissejuhatus igat tüüpi faasimuutuse materjali omadustesse:
1. orgaanilise faasi muutmise materjalid
Orgaanilise faasi muutmise materjalid hõlmavad peamiselt kahte tüüpi: parafiin ja rasvhapped.
-Parafiin:
-Kuurid: kõrge keemiline stabiilsus, hea korduvkasutatavus ja sulamistemperatuuri lihtne reguleerimine, muutes molekulaarsete ahelate pikkust.
-DiSAdvantage: soojusjuhtivus on madal ja soojusliku reageerimise kiiruse parandamiseks võib osutuda vajalikuks lisada soojusjuhtivaid materjale.
-Fatty happed:
-Saatsed: sellel on suurem varjatud soojus kui parafiin ja lai sulamistemperatuur, mis sobib erinevate temperatuurinõuete jaoks.
-DiSvanced: Mõned rasvhapped võivad olla faasi eraldamise ja need on kallimad kui parafiin.
2. Anorgaanilise faasi muutmise materjalid
Anorgaanilise faasi vahetusmaterjalide hulka kuuluvad soolalahused ja metallsoolad.
-Salt veelahus:
-Kaud: hea termiline stabiilsus, kõrge varjatud kuumus ja odavad kulud.
-DiSvanced: Külmutamise ajal võib tekkida delamineerimine ja see on söövitav, nõudes konteinerite materjale.
-Metaalsoolad:
-Kaata: kõrge faasi üleminekutemperatuur, mis sobib kõrge temperatuuriga soojusenergia säilitamiseks.
-DiSvanced: on ka korrosiooniprobleeme ja korduva sulamise ja tahkestamise tõttu võivad tekkida tulemuslikkuse halvenemine.
3. Biobaalsed faasivahetusmaterjalid
Biobaasfaasi muutmise materjalid on PCM -id, mis on ekstraheeritud loodusest või sünteesitakse biotehnoloogia kaudu.
-Features:
-Keskkonnasõbralik, biolagunev, kahjulike aineteta, mis vastab säästva arengu vajadustele.
-Kui saab kaevandada taime- või loomade toorainest, näiteks taimeõli ja loomade rasv.
-DiSvances:
-võivad olla suured kulud ja allikapiirangud.
-Termiline stabiilsus ja soojusjuhtivus on madalamad kui traditsioonilised PCM -id ning võivad vajada modifitseerimist või komposiitmaterjali tuge.
4. komposiitfaasi vahetusmaterjalid
Komposiitfaasi muutmise materjalid ühendavad PCM -id muude materjalidega (näiteks soojusjuhtiv materjalid, tugimaterjalid jne), et parandada olemasolevate PCM -de teatud omadusi.
-Features:
-Koos kõrge soojusjuhtivuse materjalidega saab termilise reageerimise kiirust ja termilist stabiilsust märkimisväärselt parandada.
-Kutt saab vastata konkreetsetele rakendusnõuetele, näiteks mehaanilise tugevuse suurendamine või termilise stabiilsuse parandamine.
-DiSvances:
-Ettevalmistusprotsess võib olla keeruline ja kulukas.
-Vaja on täpseid materjalide sobitamise ja töötlemise tehnikaid.
Nendel faasimuutusmaterjalidel on mõlemal oma ainulaadsed eelised ja rakenduse stsenaariumid. Sobiva PCM -tüüpi valimine sõltub tavaliselt konkreetse rakenduse temperatuurinõuetest, kulueelarvest, keskkonnamõju kaalutlustest ja eeldatavast kasutusajast. Teadusuuringute süvenemisega ja tehnoloogia arenguga faasimuutuse materjalide väljatöötamine
Eeldatakse, et rakenduse ulatus laieneb veelgi, eriti energiasäästu ja temperatuuri haldamisel.
Mis vahe on orgaanilise faasi muutmise materjalidel ja lõpmatu faasi muutmise materjalidel?
Orgaanilise faasi muutmise materjalid, PCM -id ja anorgaanilise faasi muutmise materjalid on nii tehnoloogiate hoidmiseks kui ka temperatuuri juhtimiseks kasutatavad tehnoloogiad, mis neelavad või vabastavad soojust, muutes tahkete ja vedelate olekute vahel. Nendel kahel materjali tüüpi materjalil on oma omadused ja rakendusalad ning järgmised on mõned peamised erinevused nende vahel:
1. keemiline koostis:
-Orgaanilise faasi muutmise materjalid: peamiselt parafiini ja rasvhapped. Nendel materjalidel on tavaliselt hea keemiline stabiilsus ja need ei lagune sulamis- ja tahkestamisprotsesside ajal.
-Inorgaaniline faasi muutmismaterjalid: sealhulgas soolalahused, metallid ja soolad. Seda tüüpi materjalil on lai valik sulamispunkte ja sobiva sulamistemperatuuri saab valida vastavalt vajadustele.
2. termiline jõudlus:
-Orgaanilise faasi muutmismaterjalid: tavaliselt on see soojusjuhtivus, kuid sulamise ja tahkestamise ajal suurem latentne kuumus, mis tähendab, et need võivad faasimuutuse ajal imenduda või vabastada suures koguses soojust.
-Inorgaaniline faasi muutmismaterjalid: seevastu on nendel materjalidel tavaliselt suurem soojusjuhtivus, võimaldades kiiremat soojusülekannet, kuid nende varjatud kuumus võib olla madalam kui orgaanilised materjalid.
3. tsükli stabiilsus:
-Orgaanilise faasi muutmismaterjalid: on hea tsükli stabiilsus ja ta talub mitmeid sulamis- ja tahkestamisprotsesse ilma olulise lagunemise või jõudluse muutumiseta.
-Inorgaaniline faasimuutus Materjalid: võib pärast mitut termilist tsüklit, eriti need materjalid, mis on altid kristalliseerumisele, lagunemine või jõudluse lagunemine.
4. Maksumus ja saadavus:
-Orgaanilise faasi muutmise materjalid: need on tavaliselt kallid, kuid stabiilsuse ja tõhususe tõttu võivad nende pikaajalised kasutuskulud olla suhteliselt madalad.
-Inorgaaniline faasi muutmismaterjalid: need materjalid on tavaliselt odavad ja hõlpsasti toodavad suures mahus, kuid võivad vajada sagedamini asendamist või hooldust.
5. Rakendusalad:
-Orgaanilise faasi muutmise materjalid: stabiilsuse ja heade keemiliste omaduste tõttu kasutatakse neid sageli hoonete, rõivaste, voodipesu ja muude põldude temperatuuri reguleerimisel.
-Inorgaaniline faasi muutmismaterjalid: tavaliselt kasutatakse tööstuslikes rakendustes nagu soojusenergia ladustamine ja jäätmete soojuse taastamise süsteemid, mis võivad kasutada nende suurt soojusjuhtivust ja sulamistemperatuuri vahemikku.
Kokkuvõtlikult tuleb kaaluda orgaanilise või anorgaanilise faasi muutmise materjalide valimisel selliseid tegureid nagu konkreetsed rakendusnõuded, eelarve ja eeldatav soojusjõudlus. Igal materjalil on oma ainulaadsed eelised ja piirangud, mis sobivad erinevate rakenduse stsenaariumide jaoks.
Postiaeg:-28-2024