Матэрыялы з пераходам фаз (PCM) шырока выкарыстоўваюцца ў асноўным таму, што яны забяспечваюць унікальныя і эфектыўныя рашэнні ў галіне кіравання энергіяй, кантролю тэмпературы і аховы навакольнага асяроддзя.Ніжэй прыводзіцца падрабязнае тлумачэнне асноўных прычын выкарыстання матэрыялаў з фазавым змяненнем:
1. Эфектыўнае захоўванне энергіі
Матэрыялы з фазавым змяненнем могуць паглынаць або вылучаць вялікую колькасць цеплавой энергіі ў працэсе змены фазы.Гэтая характарыстыка робіць іх эфектыўнымі сродкамі захоўвання цеплавой энергіі.Напрыклад, калі на працягу дня дастаткова сонечнай радыяцыі, матэрыялы са зменай фазы могуць паглынаць і захоўваць цеплавую энергію;Ноччу або ў халоднае надвор'е гэтыя матэрыялы могуць вылучаць назапашаную цеплавую энергію для падтрымання цяпла навакольнага асяроддзя.
2. Стабільны кантроль тэмпературы
У кропцы фазавага пераходу матэрыялы з фазавым пераходам могуць паглынаць або вылучаць цяпло пры амаль пастаянных тэмпературах.Гэта робіць PCM вельмі прыдатнымі для прыкладанняў, якія патрабуюць дакладнага кантролю тэмпературы, такіх як транспарціроўка фармацэўтычнай прадукцыі, кіраванне тэмпературай электронных прылад і рэгуляванне тэмпературы ўнутры будынкаў.У гэтых прылажэннях матэрыялы са зменай фазы дапамагаюць знізіць спажыванне энергіі і павысіць агульную эфектыўнасць сістэмы.
3. Павышэнне энергаэфектыўнасці і зніжэнне спажывання энергіі
У галіне архітэктуры інтэграцыя матэрыялаў з фазавым змяненнем у будаўнічыя канструкцыі можа значна павысіць энергаэфектыўнасць.Гэтыя матэрыялы могуць паглынаць лішняе цяпло на працягу дня, зніжаючы нагрузку на кандыцыянер;Ноччу ён вылучае цяпло і зніжае патрэбу ў ацяпленні.Гэтая натуральная функцыя цеплавой рэгуляцыі зніжае залежнасць ад традыцыйнага абсталявання для ацяплення і астуджэння, тым самым зніжаючы спажыванне энергіі.
4. Экалагічна чыстыя
Матэрыялы з фазавым змяненнем у асноўным складаюцца з арганічных матэрыялаў або неарганічных соляў, большасць з якіх экалагічна чыстыя і падлягаюць перапрацоўцы.Выкарыстанне PCM можа дапамагчы скараціць выкіды парніковых газаў і спажыванне выкапнёвага паліва, спрыяючы ахове навакольнага асяроддзя і дасягненню мэт устойлівага развіцця.
5. Павышэнне прадукцыйнасці прадукту і камфорту
Выкарыстанне матэрыялаў са змяненнем фазы ў спажывецкіх таварах, такіх як адзенне, матрацы або мэбля, можа забяспечыць дадатковы камфорт.Напрыклад, выкарыстанне PCM у вопратцы можа рэгуляваць цяпло ў адпаведнасці са зменамі тэмпературы цела, падтрымліваючы камфортную тэмпературу для чалавека, які яго носіць.Выкарыстанне яго ў матрацы можа забяспечыць больш ідэальную тэмпературу сну ўначы.
6. Гнуткасць і адаптыўнасць
Матэрыялы з фазавым змяненнем могуць быць распрацаваны ў розных формах і памерах у адпаведнасці з рознымі патрабаваннямі прымянення.Яны могуць быць зроблены ў выглядзе часціц, плёнак або ўбудаваны ў іншыя матэрыялы, такія як бетон або пластык, забяспечваючы высокую ступень гнуткасці і адаптыўнасці для выкарыстання.
7. Палепшыць эканамічныя выгады
Нягледзячы на тое, што першапачатковыя інвестыцыі ў матэрыялы са зменай фазы могуць быць высокімі, іх доўгатэрміновыя выгады ў павышэнні энергаэфектыўнасці і зніжэнні эксплуатацыйных выдаткаў значныя.Памяншаючы залежнасць ад традыцыйнай энергіі, матэрыялы са зменай фазы могуць дапамагчы знізіць выдаткі на энергію і забяспечыць эканамічную аддачу.
Падводзячы вынік, выкарыстанне матэрыялаў са зменай фазы можа забяспечыць эфектыўныя рашэнні для кіравання тэмпературай, павысіць функцыянальнасць і камфорт прадукту, а таксама садзейнічаць устойліваму развіццю
Некалькі асноўных класіфікацый матэрыялаў з фазавым змяненнем і іх адпаведныя характарыстыкі
Матэрыялы з фазавым змяненнем (PCM) можна падзяліць на некалькі катэгорый у залежнасці ад іх хімічнага складу і характарыстык зменнага фазы, кожная з якіх мае пэўныя перавагі і абмежаванні ў прымяненні.Гэтыя матэрыялы ў асноўным уключаюць арганічныя PCM, неарганічныя PCM, біялагічныя PCM і кампазітныя PCM.Ніжэй прыведзены падрабязныя ўводзіны ў характарыстыкі кожнага тыпу фазапераменнага матэрыялу:
1. Арганічныя матэрыялы з фазавым змяненнем
Арганічныя матэрыялы са змяненнем фазы ў асноўным ўключаюць два тыпы: парафін і тоўстыя кіслоты.
- Парафін:
-Асаблівасці: высокая хімічная стабільнасць, добрая магчымасць шматразовага выкарыстання і лёгкае рэгуляванне тэмпературы плаўлення шляхам змены даўжыні малекулярных ланцужкоў.
-Недахоп: цеплаправоднасць нізкая, і можа спатрэбіцца дадаць цеплаправодныя матэрыялы, каб палепшыць хуткасць цеплавога водгуку.
-Тлустыя кіслоты:
-Асаблівасці: ён мае больш высокую ўтоеную цеплыню, чым парафін, і шырокі ахоп тэмпературы плаўлення, прыдатны для розных тэмпературных патрабаванняў.
-Недахопы: некаторыя тлустыя кіслоты могуць падвяргацца падзелу фаз і каштуюць даражэй, чым парафін.
2. Неарганічныя матэрыялы з фазавым змяненнем
Неарганічныя матэрыялы са змяненнем фазы ўключаюць солевыя растворы і солі металаў.
- Раствор салёнай вады:
-Асаблівасці: добрая тэрмічная стабільнасць, высокая схаваная цеплыня і нізкі кошт.
-Недахопы: падчас замарожвання можа адбыцца расслаенне, і гэта з'едлівае рэчыва, што патрабуе выкарыстання матэрыялаў для кантэйнераў.
- солі металаў:
-Асаблівасці: высокая тэмпература фазавага пераходу, падыходзіць для высокатэмпературнага захоўвання цеплавой энергіі.
-Недахопы: таксама існуюць праблемы з карозіяй і можа адбыцца пагаршэнне характарыстык з-за шматразовага плаўлення і застывання.
3. Матэрыялы з фазавым змяненнем на біялагічнай аснове
Матэрыялы на біялагічнай аснове - гэта PCM, здабытыя з прыроды або сінтэзаваныя з дапамогай біятэхналогіі.
-Асаблівасці:
-Экалагічна чысты, біяраскладальны, без шкодных рэчываў, які адпавядае патрэбам устойлівага развіцця.
-Яго можна здабываць з расліннай або жывёльнай сыравіны, напрыклад, расліннага алею і жывёльнага тлушчу.
-Недахопы:
-Могуць узнікнуць праблемы з высокімі выдаткамі і абмежаваннямі крыніц.
- Тэрмастабільнасць і цеплаправоднасць ніжэй, чым у традыцыйных PCM, і можа спатрэбіцца мадыфікацыя або падтрымка з кампазітнага матэрыялу.
4. Кампазітныя матэрыялы з фазавым змяненнем
Кампазітныя матэрыялы з фазавым змяненнем спалучаюць PCM з іншымі матэрыяламі (напрыклад, цеплаправоднымі матэрыяламі, апорнымі матэрыяламі і г.д.), каб палепшыць некаторыя ўласцівасці існуючых PCM.
-Асаблівасці:
-У спалучэнні з матэрыяламі з высокай цеплаправоднасцю хуткасць цеплавога водгуку і тэрмічная стабільнасць могуць быць значна палепшаны.
-Наладка можа быць зроблена для задавальнення канкрэтных патрабаванняў прымянення, такіх як павышэнне механічнай трываласці або паляпшэнне тэрмічнай стабільнасці.
-Недахопы:
- Працэс падрыхтоўкі можа быць складаным і дарагім.
-Патрабуюцца дакладныя метады супастаўлення матэрыялаў і апрацоўкі.
Кожны з гэтых матэрыялаў з фазавым змяненнем мае свае унікальныя перавагі і сцэнарыі прымянення.Выбар адпаведнага тыпу PCM звычайна залежыць ад тэмпературных патрабаванняў канкрэтнага прымянення, бюджэту выдаткаў, уздзеяння на навакольнае асяроддзе і чаканага тэрміну службы.З паглыбленнем даследаванняў і развіццём тэхналогій распрацоўка матэрыялаў з фазавым змяненнем
Чакаецца, што сфера прымянення будзе пашырацца, асабліва ў галіне захоўвання энергіі і кіравання тэмпературай.
У чым розніца паміж арганічнымі матэрыяламі з фазавым змяненнем і матэрыяламі з бясконцым фазавым змяненнем?
Арганічныя матэрыялы з фазавым змяненнем, PCM і неарганічныя матэрыялы з фазавым змяненнем - гэта тэхналогіі, якія выкарыстоўваюцца для захоўвання энергіі і кантролю тэмпературы, якія паглынаюць або вылучаюць цяпло шляхам пераўтварэння паміж цвёрдым і вадкім станамі.Кожны з гэтых двух тыпаў матэрыялаў мае свае ўласныя характарыстыкі і вобласці прымянення, і наступныя асноўныя адрозненні паміж імі:
1. Хімічны склад:
-Арганічныя матэрыялы са зменай фазы: у асноўным у тым ліку парафін і тлустыя кіслоты.Гэтыя матэрыялы звычайна валодаюць добрай хімічнай стабільнасцю і не раскладаюцца падчас працэсаў плаўлення і зацвярдзення.
-Неарганічныя матэрыялы з фазавым змяненнем: у тым ліку солевыя растворы, металы і солі.Гэты тып матэрыялу мае шырокі дыяпазон тэмператур плаўлення, і адпаведную тэмпературу плаўлення можна выбраць у адпаведнасці з патрэбамі.
2. Цеплавыя характарыстыкі:
-Арганічныя матэрыялы са зменай фазы: звычайна маюць меншую цеплаправоднасць, але больш высокую схаваную цеплыню падчас плаўлення і зацвярдзення, што азначае, што яны могуць паглынаць або вылучаць вялікую колькасць цяпла падчас змены фазы.
- Неарганічныя матэрыялы з фазавым змяненнем: наадварот, гэтыя матэрыялы звычайна маюць больш высокую цеплаправоднасць, што забяспечвае больш хуткі цеплаабмен, але іх схаванае цяпло можа быць ніжэй, чым у арганічных матэрыялаў.
3. Стабільнасць цыклу:
-Матэрыялы з арганічнай фазавай зменай: маюць добрую цыклічную стабільнасць і могуць супрацьстаяць шматразовым працэсам плаўлення і зацвярдзення без істотнага пагаршэння або змены характарыстык.
-Неарганічныя матэрыялы са зменай фазы: могуць дэманстраваць некаторае раскладанне або пагаршэнне прадукцыйнасці пасля некалькіх тэрмічных цыклаў, асабліва тыя матэрыялы, якія схільныя да крышталізацыі.
4. Кошт і даступнасць:
-Арганічныя матэрыялы са змяненнем фазы: звычайна яны дарагія, але дзякуючы сваёй стабільнасці і эфектыўнасці кошт іх доўгатэрміновага выкарыстання можа быць адносна нізкай.
- Неарганічныя матэрыялы са зменай фазы: гэтыя матэрыялы звычайна недарагія і іх лёгка вырабляць у вялікіх маштабах, але могуць патрабаваць больш частай замены або абслугоўвання.
5. Вобласці прымянення:
-Матэрыялы з арганічнай фазавай зменай: дзякуючы сваёй стабільнасці і добрым хімічным уласцівасцям яны часта выкарыстоўваюцца для рэгулявання тэмпературы ў будынках, вопратцы, пасцельнай бялізне і іншых галінах.
- Неарганічныя матэрыялы з фазавым змяненнем: звычайна выкарыстоўваюцца ў прамысловых прымяненнях, такіх як сістэмы захоўвання цеплавой энергіі і рэкуперацыі адпрацаванага цяпла, якія могуць выкарыстоўваць іх высокую цеплаправоднасць і дыяпазон тэмператур плаўлення.
Такім чынам, пры выбары арганічных або неарганічных матэрыялаў з фазавым змяненнем неабходна ўлічваць такія фактары, як канкрэтныя патрабаванні да прымянення, бюджэт і чаканыя цеплавыя характарыстыкі.Кожны матэрыял мае свае унікальныя перавагі і абмежаванні, прыдатныя для розных сцэнарыяў прымянення.
Час размяшчэння: 28 мая 2024 г