Материјалите за промена на фазата (PCM) се широко користени главно затоа што обезбедуваат уникатни и ефективни решенија во управувањето со енергијата, контролата на температурата и заштитата на животната средина.Подолу е детално објаснување за главните причини за користење на материјали за промена на фазата:
1. Ефикасно складирање на енергија
Материјалите за промена на фазата можат да апсорбираат или ослободат голема количина на топлинска енергија за време на процесот на промена на фазата.Оваа карактеристика ги прави ефикасни медиуми за складирање на топлинска енергија.На пример, кога има доволно сончево зрачење во текот на денот, материјалите за промена на фазата можат да апсорбираат и складираат топлинска енергија;Во текот на ноќта или во студено време, овие материјали можат да ослободат складирана топлинска енергија за да ја одржат топлината на околината.
2. Стабилна контрола на температурата
Во фазата на транзиција, материјалите за промена на фазата можат да ја апсорбираат или ослободат топлината на речиси константни температури.Ова ги прави PCM многу погодни за апликации кои бараат прецизна контрола на температурата, како што се фармацевтски транспорт, термичко управување со електронски уреди и регулација на внатрешната температура во зградите.Во овие апликации, материјалите за промена на фазата помагаат да се намали потрошувачката на енергија и да се подобри севкупната ефикасност на системот.
3. Подобрување на енергетската ефикасност и намалување на потрошувачката на енергија
Во областа на архитектурата, интегрирањето на материјали за промена на фазата во градежните конструкции може значително да ја подобри енергетската ефикасност.Овие материјали можат да апсорбираат вишок топлина во текот на денот, намалувајќи го товарот на климатизацијата;Во текот на ноќта, тој ослободува топлина и ја намалува побарувачката за греење.Оваа природна функција за термичка регулација ја намалува зависноста од традиционалната опрема за греење и ладење, а со тоа ја намалува потрошувачката на енергија.
4. Еколошки
Материјалите за промена на фазата главно се составени од органски материјали или неоргански соли, од кои повеќето се еколошки и може да се рециклираат.Употребата на PCM може да помогне во намалувањето на емисиите на стакленички гасови и потрошувачката на фосилни горива, придонесувајќи за заштита на животната средина и постигнување цели за одржлив развој.
5. Подобрете ги перформансите и удобноста на производот
Употребата на материјали за промена на фазата во производите за широка потрошувачка како облека, душеци или мебел може да обезбеди дополнителна удобност.На пример, користењето на PCM во облеката може да ја регулира топлината според промените во температурата на телото, одржувајќи удобна температура за носителот.Користењето во душек може да обезбеди поидеална температура за спиење ноќе.
6. Флексибилност и приспособливост
Материјалите за промена на фазата можат да бидат дизајнирани во различни форми и големини за да ги исполнат различните барања за примена.Тие можат да се направат во честички, филмови или да се интегрираат во други материјали како бетон или пластика, обезбедувајќи висок степен на флексибилност и приспособливост за употреба.
7. Подобрете ги економските придобивки
Иако почетната инвестиција во материјали за промена на фаза може да биде висока, нивните долгорочни придобивки во подобрувањето на енергетската ефикасност и намалувањето на оперативните трошоци се значителни.Со намалување на зависноста од традиционалната енергија, материјалите за промена на фазата можат да помогнат да се намалат трошоците за енергија и да се обезбеди економски принос.
Накратко, употребата на материјали за промена на фаза може да обезбеди ефективни решенија за термичко управување, да ја подобри функционалноста и удобноста на производот и да помогне во промовирањето на одржливиот развој
Неколку главни класификации и нивните соодветни карактеристики на материјалите за промена на фазата
Материјалите за промена на фазата (PCM) можат да се поделат во неколку категории врз основа на нивниот хемиски состав и карактеристиките на промена на фазата, секоја со специфични предности и ограничувања при примената.Овие материјали главно вклучуваат органски PCM, неоргански PCM, PCM базирани на био и композитни PCM.Подолу е детален вовед во карактеристиките на секој тип материјал за промена на фазата:
1. Материјали за промена на органска фаза
Материјалите за промена на органската фаза главно вклучуваат два вида: парафин и масни киселини.
- Парафин:
-Карактеристики: Висока хемиска стабилност, добра повторна употреба и лесно прилагодување на точката на топење со менување на должината на молекуларните синџири.
-Недостаток: Топлинската спроводливост е ниска и може да биде неопходно да се додадат топлински спроводливи материјали за да се подобри брзината на термичка реакција.
-Масни киселини:
-Карактеристики: Има повисока латентна топлина од парафинот и широка покриеност на точката на топење, погодна за различни температурни барања.
-Недостатоци: Некои масни киселини може да претрпат фазно одвојување и се поскапи од парафинот.
2. Материјали за промена на неорганска фаза
Материјалите за промена на неорганската фаза вклучуваат солени раствори и метални соли.
- Раствор на солена вода:
-Карактеристики: Добра термичка стабилност, висока латентна топлина и ниска цена.
-Недостатоци: За време на замрзнувањето може да дојде до раслојување и е корозивно и бара материјали за контејнери.
-Метални соли:
-Карактеристики: Висока температура на транзиција на фази, погодна за складирање на топлинска енергија на висока температура.
-Недостатоци: Има и проблеми со корозија и може да дојде до деградација на перформансите поради постојаното топење и зацврстување.
3. Материјали за промена на фаза на биобазирани
Материјалите за промена на фазата базирани на био се PCM извлечени од природата или синтетизирани преку биотехнологијата.
- Карактеристики:
-Еколошки, биоразградлив, без штетни материи, задоволувајќи ги потребите за одржлив развој.
-Може да се екстрахира од растителни или животински суровини, како растително масло и животинска маст.
- Недостатоци:
-Може да има проблеми со високи трошоци и ограничувања на изворот.
-Термичката стабилност и топлинската спроводливост се пониски од традиционалните PCM и може да бараат модификација или поддршка од композитен материјал.
4. Композитни материјали за промена на фазата
Композитните материјали за промена на фазата комбинираат PCM со други материјали (како што се топлински спроводливи материјали, материјали за поддршка итн.) за да се подобрат одредени својства на постоечките PCM.
- Карактеристики:
-Со комбинирање со материјали со висока топлинска спроводливост, брзината на термички одговор и топлинската стабилност може значително да се подобрат.
-Прилагодувањето може да се направи за да се исполнат специфичните барања за примена, како што се подобрување на механичката сила или подобрување на термичката стабилност.
- Недостатоци:
-Процесот на подготовка може да биде сложен и скап.
-Потребни се точни техники за усогласување и обработка на материјалите.
Секој од овие материјали за промена на фазата има свои уникатни предности и сценарија за примена.Изборот на соодветниот тип PCM обично зависи од температурните барања на конкретната апликација, буџетот на трошоците, размислувањата за влијанието врз животната средина и очекуваниот век на траење.Со продлабочувањето на истражувањето и развојот на технологијата, развојот на материјали за промена на фазата
Се очекува опсегот на примена дополнително да се прошири, особено во складирањето енергија и управувањето со температурата.
Која е разликата помеѓу материјалите за промена на органската фаза и материјалите за промена на бесконечна фаза?
Органски материјали за промена на фаза, PCM и неоргански материјали за промена на фаза се двете технологии што се користат за складирање на енергија и контрола на температурата, кои апсорбираат или ослободуваат топлина со претворање помеѓу цврста и течна состојба.Секој од овие два типа материјали има свои карактеристики и области на примена, а следниве се некои од главните разлики меѓу нив:
1. Хемиски состав:
-Материјали за промена на органската фаза: главно вклучувајќи парафин и масни киселини.Овие материјали обично имаат добра хемиска стабилност и нема да се распаѓаат за време на процесите на топење и зацврстување.
-Материјали за промена на неорганска фаза: вклучувајќи солени раствори, метали и соли.Овој тип на материјал има широк опсег на точки на топење, а според потребите може да се избере соодветна точка на топење.
2. Термички перформанси:
-Органски материјали за промена на фазата: обично имаат помала топлинска спроводливост, но поголема латентна топлина за време на топењето и зацврстувањето, што значи дека можат да апсорбираат или ослободат голема количина на топлина за време на фазната промена.
-Материјали за промена на неорганска фаза: Спротивно на тоа, овие материјали обично имаат поголема топлинска спроводливост, што овозможува побрз пренос на топлина, но нивната латентна топлина може да биде помала од органските материјали.
3. Стабилност на циклусот:
-Материјали за промена на органската фаза: имаат добра стабилност при возење велосипед и можат да издржат повеќе процеси на топење и зацврстување без значително деградирање или промена во перформансите.
-Материјали за промена на неорганска фаза: може да покажат одредено распаѓање или деградација на перформансите по повеќе термички циклуси, особено оние материјали кои се склони кон кристализација.
4. Цена и достапност:
-Материјали за промена на органската фаза: Тие се обично скапи, но поради нивната стабилност и ефикасност, нивната долгорочна употреба може да биде релативно мала.
-Неоргански материјали за промена на фазата: Овие материјали обично се евтини и лесно се произведуваат во голем обем, но може да бараат почеста замена или одржување.
5. Области за примена:
-Материјали за промена на органската фаза: Поради нивната стабилност и добри хемиски својства, тие често се користат за регулирање на температурата на зградите, облеката, постелнината и други полиња.
-Материјали за промена на неорганска фаза: најчесто се користат во индустриски апликации како што се системи за складирање на топлинска енергија и обновување на отпадната топлина, кои можат да ја искористат нивната висока топлинска спроводливост и опсегот на точка на топење.
Накратко, при изборот на органски или неоргански материјали за промена на фазата, треба да се земат предвид факторите како што се специфичните барања за примена, буџетот и очекуваните термички перформанси.Секој материјал има свои уникатни предности и ограничувања, погоден за различни сценарија на примена.
Време на објавување: мај-28-2024 година