Phase Change Materials (PCM's) worden veel gebruikt, vooral omdat ze unieke en effectieve oplossingen bieden op het gebied van energiebeheer, temperatuurregeling en milieubescherming.Hieronder vindt u een gedetailleerde uitleg van de belangrijkste redenen voor het gebruik van faseveranderingsmaterialen:
1. Efficiënte energieopslag
Faseveranderingsmaterialen kunnen tijdens het faseveranderingsproces een grote hoeveelheid thermische energie absorberen of vrijgeven.Deze eigenschap maakt ze tot efficiënte opslagmedia voor thermische energie.Als er bijvoorbeeld overdag voldoende zonnestraling is, kunnen faseveranderingsmaterialen thermische energie absorberen en opslaan;'s Nachts of bij koud weer kunnen deze materialen opgeslagen warmte-energie vrijgeven om de warmte van de omgeving vast te houden.
2. Stabiele temperatuurregeling
Op het faseovergangspunt kunnen faseveranderingsmaterialen warmte absorberen of afgeven bij vrijwel constante temperaturen.Dit maakt PCM's zeer geschikt voor toepassingen die nauwkeurige temperatuurregeling vereisen, zoals farmaceutisch transport, thermisch beheer van elektronische apparaten en regeling van de binnentemperatuur in gebouwen.Bij deze toepassingen helpen faseveranderingsmaterialen het energieverbruik te verminderen en de algehele systeemefficiëntie te verbeteren.
3. Verbeter de energie-efficiëntie en verminder het energieverbruik
Op het gebied van de architectuur kan het integreren van faseovergangsmaterialen in bouwconstructies de energie-efficiëntie aanzienlijk verbeteren.Deze materialen kunnen overdag overtollige warmte absorberen, waardoor de airconditioning minder belast wordt;'s Nachts geeft het warmte af en vermindert de vraag naar verwarming.Deze natuurlijke thermische regulatiefunctie vermindert de afhankelijkheid van traditionele verwarmings- en koelapparatuur, waardoor het energieverbruik wordt verminderd.
4. Milieuvriendelijk
Faseveranderingsmaterialen bestaan voornamelijk uit organische materialen of anorganische zouten, waarvan de meeste milieuvriendelijk en recyclebaar zijn.Het gebruik van PCM's kan de uitstoot van broeikasgassen en het verbruik van fossiele brandstoffen helpen verminderen, bijdragen aan de bescherming van het milieu en het bereiken van duurzame ontwikkelingsdoelstellingen.
5. Verbeter de productprestaties en het comfort
Het gebruik van faseovergangsmaterialen in consumentenproducten zoals kleding, matrassen of meubels kan voor extra comfort zorgen.Het gebruik van PCM's in kleding kan bijvoorbeeld de warmte reguleren op basis van veranderingen in de lichaamstemperatuur, waardoor een comfortabele temperatuur voor de drager behouden blijft.Het gebruik ervan in een matras kan 's nachts voor een idealere slaaptemperatuur zorgen.
6. Flexibiliteit en aanpassingsvermogen
Faseveranderingsmaterialen kunnen in verschillende vormen en maten worden ontworpen om aan verschillende toepassingsvereisten te voldoen.Ze kunnen worden verwerkt tot deeltjes of films, of worden geïntegreerd in andere materialen, zoals beton of plastic, waardoor een hoge mate van flexibiliteit en aanpasbaarheid voor gebruik wordt geboden.
7. Verbeter de economische voordelen
Hoewel de initiële investering in faseovergangsmaterialen hoog kan zijn, zijn de langetermijnvoordelen ervan bij het verbeteren van de energie-efficiëntie en het verlagen van de bedrijfskosten aanzienlijk.Door de afhankelijkheid van traditionele energie te verminderen, kunnen faseveranderingsmaterialen de energiekosten helpen verlagen en economisch rendement opleveren.
Samenvattend kan het gebruik van faseovergangsmaterialen effectieve oplossingen voor thermisch beheer bieden, de productfunctionaliteit en het comfort verbeteren en duurzame ontwikkeling helpen bevorderen
Verschillende belangrijke classificaties en hun respectieve kenmerken van faseovergangsmaterialen
Faseveranderingsmaterialen (PCM's) kunnen worden onderverdeeld in verschillende categorieën op basis van hun chemische samenstelling en faseveranderingskarakteristieken, elk met specifieke toepassingsvoordelen en beperkingen.Deze materialen omvatten voornamelijk organische PCM's, anorganische PCM's, biogebaseerde PCM's en samengestelde PCM's.Hieronder vindt u een gedetailleerde introductie van de kenmerken van elk type faseovergangsmateriaal:
1. Organische faseveranderingsmaterialen
Organische faseveranderingsmaterialen omvatten hoofdzakelijk twee soorten: paraffine en vetzuren.
-Paraffine:
-Kenmerken: Hoge chemische stabiliteit, goede herbruikbaarheid en eenvoudige aanpassing van het smeltpunt door de lengte van moleculaire ketens te veranderen.
-Nadeel: de thermische geleidbaarheid is laag en het kan nodig zijn om thermisch geleidende materialen toe te voegen om de thermische responssnelheid te verbeteren.
-Vetzuren:
-Kenmerken: Het heeft een hogere latente warmte dan paraffine en een brede smeltpuntdekking, geschikt voor verschillende temperatuurvereisten.
-Nadelen: Sommige vetzuren kunnen fasescheiding ondergaan en zijn duurder dan paraffine.
2. Anorganische faseveranderingsmaterialen
Anorganische faseveranderingsmaterialen omvatten zoutoplossingen en metaalzouten.
-Zoutwateroplossing:
-Kenmerken: goede thermische stabiliteit, hoge latente warmte en lage kosten.
-Nadelen: Tijdens bevriezing kan delaminatie optreden en is het corrosief, waardoor containermateriaal nodig is.
-Metaalzouten:
-Kenmerken: Hoge faseovergangstemperatuur, geschikt voor thermische energieopslag op hoge temperatuur.
-Nadelen: Er zijn ook corrosieproblemen en verslechtering van de prestaties kan optreden als gevolg van herhaaldelijk smelten en stollen.
3. Biobased faseovergangsmaterialen
Biobased faseveranderingsmaterialen zijn PCM’s die uit de natuur worden gewonnen of door middel van biotechnologie worden gesynthetiseerd.
-Functies:
-Milieuvriendelijk, biologisch afbreekbaar, vrij van schadelijke stoffen, voldoet aan de behoeften van duurzame ontwikkeling.
-Het kan worden gewonnen uit plantaardige of dierlijke grondstoffen, zoals plantaardige olie en dierlijk vet.
-nadelen:
-Er kunnen problemen zijn met hoge kosten en bronbeperkingen.
-De thermische stabiliteit en thermische geleidbaarheid zijn lager dan bij traditionele PCM's en vereisen mogelijk aanpassing of ondersteuning van composietmateriaal.
4. Samengestelde faseveranderingsmaterialen
Samengestelde faseveranderingsmaterialen combineren PCM's met andere materialen (zoals warmtegeleidende materialen, ondersteunende materialen, enz.) om bepaalde eigenschappen van bestaande PCM's te verbeteren.
-Functies:
-Door te combineren met materialen met een hoge thermische geleidbaarheid kunnen de thermische reactiesnelheid en thermische stabiliteit aanzienlijk worden verbeterd.
- Maatwerk kan worden gemaakt om te voldoen aan specifieke toepassingsvereisten, zoals het verbeteren van de mechanische sterkte of het verbeteren van de thermische stabiliteit.
-nadelen:
-Het bereidingsproces kan complex en kostbaar zijn.
- Nauwkeurige materiaalafstemming en verwerkingstechnieken zijn vereist.
Deze faseovergangsmaterialen hebben elk hun unieke voordelen en toepassingsscenario's.De selectie van het juiste PCM-type hangt meestal af van de temperatuurvereisten van de specifieke toepassing, het kostenbudget, overwegingen met betrekking tot de milieueffecten en de verwachte levensduur.Met de verdieping van onderzoek en de ontwikkeling van technologie, de ontwikkeling van faseveranderingsmaterialen
De verwachting is dat het toepassingsbereik verder zal uitbreiden, vooral op het gebied van energieopslag en temperatuurbeheer.
Wat is het verschil tussen organische faseveranderingsmaterialen en oneindige faseveranderingsmaterialen?
Organische faseveranderingsmaterialen, PCM's en anorganische faseveranderingsmaterialen zijn beide technologieën die worden gebruikt voor energieopslag en temperatuurregeling, die warmte absorberen of vrijgeven door om te zetten tussen vaste en vloeibare toestanden.Deze twee soorten materialen hebben elk hun eigen kenmerken en toepassingsgebieden, en de volgende zijn enkele van de belangrijkste verschillen daartussen:
1. Chemische samenstelling:
-Organische faseveranderingsmaterialen: voornamelijk paraffine en vetzuren.Deze materialen hebben doorgaans een goede chemische stabiliteit en zullen niet ontleden tijdens smelt- en stollingsprocessen.
-Anorganische faseveranderingsmaterialen: inclusief zoutoplossingen, metalen en zouten.Dit type materiaal heeft een breed scala aan smeltpunten en afhankelijk van de behoeften kan een geschikt smeltpunt worden geselecteerd.
2. Thermische prestaties:
-Organische materialen met faseverandering: hebben meestal een lagere thermische geleidbaarheid, maar een hogere latente warmte tijdens het smelten en stollen, wat betekent dat ze tijdens faseverandering een grote hoeveelheid warmte kunnen absorberen of afgeven.
-Anorganische materialen met faseverandering: deze materialen hebben daarentegen doorgaans een hogere thermische geleidbaarheid, waardoor een snellere warmteoverdracht mogelijk is, maar hun latente warmte kan lager zijn dan die van organische materialen.
3. Fietsstabiliteit:
-Organische faseveranderingsmaterialen: hebben een goede cyclusstabiliteit en zijn bestand tegen meerdere smelt- en stollingsprocessen zonder significante degradatie of verandering in prestaties.
-Anorganische faseveranderingsmaterialen: kunnen na meerdere thermische cycli enige ontbinding of prestatievermindering vertonen, vooral die materialen die gevoelig zijn voor kristallisatie.
4. Kosten en beschikbaarheid:
-Organische faseveranderingsmaterialen: ze zijn meestal duur, maar vanwege hun stabiliteit en efficiëntie kunnen de gebruikskosten op de lange termijn relatief laag zijn.
-Anorganische faseveranderingsmaterialen: deze materialen zijn doorgaans goedkoop en gemakkelijk op grote schaal te produceren, maar vereisen mogelijk vaker vervanging of onderhoud.
5. Toepassingsgebieden:
-Organische faseveranderingsmaterialen: vanwege hun stabiliteit en goede chemische eigenschappen worden ze vaak gebruikt bij de temperatuurregeling van gebouwen, kleding, beddengoed en andere gebieden.
-Anorganische faseveranderingsmaterialen: vaak gebruikt in industriële toepassingen zoals systemen voor thermische energieopslag en afvalwarmteterugwinning, die gebruik kunnen maken van hun hoge thermische geleidbaarheid en smeltpuntbereik.
Samenvattend moet bij het selecteren van organische of anorganische faseveranderingsmaterialen rekening worden gehouden met factoren zoals specifieke toepassingsvereisten, budget en verwachte thermische prestaties.Elk materiaal heeft zijn unieke voordelen en beperkingen, geschikt voor verschillende toepassingsscenario’s.
Posttijd: 28 mei 2024