Faseendringsmaterialer (PCM) er mye brukt hovedsakelig fordi de gir unike og effektive løsninger innen energistyring, temperaturkontroll og miljøvern.Nedenfor er en detaljert forklaring av hovedårsakene til bruk av faseendringsmaterialer:
1. Effektiv energilagring
Faseendringsmaterialer kan absorbere eller frigjøre en stor mengde termisk energi under faseendringsprosessen.Denne egenskapen gjør dem til effektive lagringsmedier for termisk energi.For eksempel, når det er tilstrekkelig solstråling i løpet av dagen, kan faseendringsmaterialer absorbere og lagre termisk energi;Om natten eller i kaldt vær kan disse materialene frigjøre lagret varmeenergi for å opprettholde varmen i miljøet.
2. Stabil temperaturkontroll
Ved faseovergangspunktet kan faseendringsmaterialer absorbere eller frigjøre varme ved nesten konstante temperaturer.Dette gjør PCM-er svært egnet for applikasjoner som krever presis temperaturkontroll, som farmasøytisk transport, termisk styring av elektroniske enheter og innendørs temperaturregulering i bygninger.I disse applikasjonene bidrar faseendringsmaterialer til å redusere energiforbruket og forbedre den generelle systemeffektiviteten.
3. Forbedre energieffektiviteten og redusere energiforbruket
Innenfor arkitektur kan integrering av faseendringsmaterialer i bygningskonstruksjoner forbedre energieffektiviteten betydelig.Disse materialene kan absorbere overflødig varme i løpet av dagen, noe som reduserer belastningen på klimaanlegget;Om natten avgir den varme og reduserer varmebehovet.Denne naturlige termiske reguleringsfunksjonen reduserer avhengigheten av tradisjonelt oppvarmings- og kjøleutstyr, og reduserer dermed energiforbruket.
4. Miljøvennlig
Faseendringsmaterialer er hovedsakelig sammensatt av organiske materialer eller uorganiske salter, hvorav de fleste er miljøvennlige og resirkulerbare.Bruken av PCM kan bidra til å redusere klimagassutslipp og forbruk av fossilt brensel, bidra til miljøvern og oppnå bærekraftige utviklingsmål.
5. Forbedre produktets ytelse og komfort
Bruk av faseendringsmaterialer i forbrukerprodukter som klær, madrasser eller møbler kan gi ekstra komfort.For eksempel kan bruk av PCM-er i klær regulere varmen i henhold til endringer i kroppstemperatur, og opprettholde en behagelig temperatur for brukeren.Å bruke den i en madrass kan gi en mer ideell søvntemperatur om natten.
6. Fleksibilitet og tilpasningsevne
Faseendringsmaterialer kan utformes i forskjellige former og størrelser for å møte ulike applikasjonskrav.De kan lages til partikler, filmer eller integreres i andre materialer som betong eller plast, noe som gir en høy grad av fleksibilitet og tilpasningsevne for bruk.
7. Forbedre økonomiske fordeler
Selv om den første investeringen i faseendringsmaterialer kan være høy, er deres langsiktige fordeler med å forbedre energieffektiviteten og redusere driftskostnadene betydelige.Ved å redusere avhengigheten av tradisjonell energi, kan faseendringsmaterialer bidra til å redusere energikostnadene og gi økonomisk avkastning.
Oppsummert kan bruk av faseendringsmaterialer gi effektive termiske styringsløsninger, forbedre produktfunksjonalitet og komfort, og bidra til å fremme bærekraftig utvikling
Flere hovedklassifiseringer og deres respektive egenskaper til faseendringsmaterialer
Faseendringsmaterialer (PCM) kan deles inn i flere kategorier basert på deres kjemiske sammensetning og faseendringsegenskaper, hver med spesifikke bruksfordeler og begrensninger.Disse materialene inkluderer hovedsakelig organiske PCM-er, uorganiske PCM-er, biobaserte PCM-er og kompositt-PCM-er.Nedenfor er en detaljert introduksjon til egenskapene til hver type faseendringsmateriale:
1. Organiske faseendringsmaterialer
Organiske faseendringsmaterialer inkluderer hovedsakelig to typer: parafin og fettsyrer.
-Paraffin:
-Funksjoner: Høy kjemisk stabilitet, god gjenbrukbarhet og enkel justering av smeltepunkt ved å endre lengden på molekylkjeder.
-Udel: Den termiske ledningsevnen er lav, og det kan være nødvendig å legge til varmeledende materialer for å forbedre den termiske responshastigheten.
-Fettsyrer:
-Funksjoner: Den har en høyere latent varme enn parafin og en bred smeltepunktdekning, egnet for ulike temperaturkrav.
- Ulemper: Noen fettsyrer kan gjennomgå faseseparasjon og er dyrere enn parafin.
2. Uorganiske faseendringsmaterialer
Uorganiske faseendringsmaterialer inkluderer saltoppløsninger og metallsalter.
-Saltvannsløsning:
-Funksjoner: God termisk stabilitet, høy latent varme og lav pris.
- Ulemper: Under frysing kan delaminering forekomme og det er etsende, og krever beholdermaterialer.
- Metallsalter:
-Funksjoner: Høy faseovergangstemperatur, egnet for høytemperatur termisk energilagring.
- Ulemper: Det er også korrosjonsproblemer og ytelsesforringelse kan oppstå på grunn av gjentatt smelting og størkning.
3. Biobaserte faseendringsmaterialer
Biobaserte faseendringsmaterialer er PCM-er ekstrahert fra naturen eller syntetisert gjennom bioteknologi.
-Egenskaper:
-Miljøvennlig, biologisk nedbrytbar, fri for skadelige stoffer, oppfyller behovene til bærekraftig utvikling.
-Det kan utvinnes fra plante- eller animalske råvarer, som vegetabilsk olje og animalsk fett.
- Ulemper:
-Det kan være problemer med høye kostnader og kildebegrensninger.
-Den termiske stabiliteten og varmeledningsevnen er lavere enn tradisjonelle PCM-er, og kan kreve modifikasjon eller komposittmaterialestøtte.
4. Sammensatte faseendringsmaterialer
Sammensatte faseendringsmaterialer kombinerer PCM-er med andre materialer (som termisk ledende materialer, støttematerialer, etc.) for å forbedre visse egenskaper til eksisterende PCM-er.
-Egenskaper:
-Ved å kombinere med materialer med høy varmeledningsevne, kan den termiske responshastigheten og den termiske stabiliteten forbedres betydelig.
-Tilpasning kan gjøres for å møte spesifikke applikasjonskrav, for eksempel å forbedre mekanisk styrke eller forbedre termisk stabilitet.
- Ulemper:
-Forberedelsesprosessen kan være kompleks og kostbar.
- Nøyaktig materialtilpasning og prosesseringsteknikker er nødvendig.
Disse faseendringsmaterialene har hver sine unike fordeler og bruksscenarier.Valget av passende PCM-type avhenger vanligvis av den spesifikke applikasjonens temperaturkrav, kostnadsbudsjett, hensyn til miljøpåvirkning og forventet levetid.Med utdyping av forskning og utvikling av teknologi, utvikling av faseendringsmaterialer
Anvendelsesomfanget forventes å utvides ytterligere, spesielt innen energilagring og temperaturstyring.
Hva er forskjellen mellom organiske faseendringsmaterialer og uendelig faseendringsmaterialer?
Organiske faseendringsmaterialer, PCM-er og uorganiske faseendringsmaterialer er begge teknologier som brukes til energilagring og temperaturkontroll, som absorberer eller frigjør varme ved å konvertere mellom fast og flytende tilstand.Disse to typer materialer har hver sine egne egenskaper og bruksområder, og følgende er noen av hovedforskjellene mellom dem:
1. Kjemisk sammensetning:
- Organiske faseendringsmaterialer: hovedsakelig inkludert parafin og fettsyrer.Disse materialene har vanligvis god kjemisk stabilitet og vil ikke brytes ned under smelte- og størkningsprosesser.
- Uorganiske faseendringsmaterialer: inkludert saltoppløsninger, metaller og salter.Denne typen materiale har et bredt spekter av smeltepunkter, og et passende smeltepunkt kan velges etter behov.
2. Termisk ytelse:
- Organiske faseendringsmaterialer: har vanligvis lavere varmeledningsevne, men høyere latent varme under smelting og størkning, noe som betyr at de kan absorbere eller frigjøre en stor mengde varme under faseendring.
- Uorganiske faseendringsmaterialer: I motsetning til dette har disse materialene vanligvis høyere termisk ledningsevne, noe som gir raskere varmeoverføring, men deres latente varme kan være lavere enn organiske materialer.
3. Syklusstabilitet:
- Organiske faseendringsmaterialer: har god syklusstabilitet og tåler flere smelte- og størkningsprosesser uten vesentlig nedbrytning eller endring i ytelse.
- Uorganiske faseendringsmaterialer: kan vise til en viss nedbrytning eller ytelsesforringelse etter flere termiske sykluser, spesielt de materialene som er utsatt for krystallisering.
4. Kostnad og tilgjengelighet:
- Organiske faseendringsmaterialer: De er vanligvis dyre, men på grunn av deres stabilitet og effektivitet kan kostnadene for langtidsbruk være relativt lave.
- Uorganiske faseendringsmaterialer: Disse materialene er vanligvis rimelige og enkle å produsere i stor skala, men kan kreve hyppigere utskifting eller vedlikehold.
5. Bruksområder:
- Organiske faseendringsmaterialer: På grunn av deres stabilitet og gode kjemiske egenskaper, brukes de ofte i temperaturregulering av bygninger, klær, sengetøy og andre felt.
- Uorganiske faseendringsmaterialer: brukes ofte i industrielle applikasjoner som termisk energilagring og spillvarmegjenvinningssystemer, som kan utnytte deres høye termiske ledningsevne og smeltepunktområde.
Oppsummert, når du velger organiske eller uorganiske faseendringsmaterialer, må faktorer som spesifikke applikasjonskrav, budsjett og forventet termisk ytelse vurderes.Hvert materiale har sine unike fordeler og begrensninger, egnet for ulike bruksscenarier.
Innleggstid: 28. mai 2024