Фазалық өзгерістер материалдары (ФКМ) негізінен энергияны басқаруда, температураны бақылауда және қоршаған ортаны қорғауда бірегей және тиімді шешімдерді қамтамасыз ететіндіктен кеңінен қолданылады.Төменде фазалық өзгерістер материалдарын пайдаланудың негізгі себептерін егжей-тегжейлі түсіндіру берілген:
1. Энергияны тиімді сақтау
Фазаны өзгертуге арналған материалдар фазаны өзгерту процесінде үлкен мөлшерде жылу энергиясын жұтуы немесе босатуы мүмкін.Бұл сипаттама оларды тиімді жылу энергиясын сақтау ортасы етеді.Мысалы, күндізгі уақытта жеткілікті күн радиациясы болғанда, фазалық ауыспалы материалдар жылу энергиясын сіңіріп, сақтай алады;Түнде немесе суық мезгілде бұл материалдар қоршаған ортаның жылуын сақтау үшін жинақталған жылу энергиясын шығара алады.
2. Тұрақты температураны реттеу
Фазалық ауысу нүктесінде фазаны өзгертетін материалдар тұрақты дерлік температурада жылуды сіңіре алады немесе шығара алады.Бұл PCM-ді фармацевтикалық тасымалдау, электронды құрылғылардың термиялық басқаруы және ғимараттардағы ішкі температураны реттеу сияқты температураны дәл бақылауды қажет ететін қолданбалар үшін өте қолайлы етеді.Бұл қолданбаларда фазаны өзгерту материалдары қуат тұтынуды азайтуға және жалпы жүйе тиімділігін арттыруға көмектеседі.
3. Энергия тиімділігін арттыру және энергия тұтынуды азайту
Сәулет саласында фазалық өзгерістер материалдарын құрылыс құрылымдарына біріктіру энергия тиімділігін айтарлықтай жақсарта алады.Бұл материалдар күн ішінде артық жылуды сіңіре алады, кондиционерге жүктемені азайтады;Түнде ол жылуды шығарады және жылытуға сұранысты азайтады.Бұл табиғи жылу реттеу функциясы дәстүрлі жылыту және салқындату жабдықтарына тәуелділікті азайтады, осылайша қуат тұтынуды азайтады.
4. Экологиялық таза
Фазаны өзгерту материалдары негізінен органикалық материалдардан немесе бейорганикалық тұздардан тұрады, олардың көпшілігі экологиялық таза және қайта өңдеуге жарамды.PCM пайдалану қоршаған ортаны қорғауға және тұрақты даму мақсаттарына қол жеткізуге үлес қоса отырып, парниктік газдар шығарындыларын және қазба отын тұтынуды азайтуға көмектеседі.
5. Өнімнің өнімділігі мен жайлылығын арттырыңыз
Киім, матрацтар немесе жиһаз сияқты тұтынушылық өнімдерде фазаны өзгертуге арналған материалдарды пайдалану қосымша жайлылықты қамтамасыз етеді.Мысалы, киімде PCM пайдалану дене температурасының өзгеруіне сәйкес жылуды реттей алады, киген адам үшін қолайлы температураны сақтайды.Оны матраста пайдалану түнде ұйқының жақсы температурасын қамтамасыз етеді.
6. Икемділік пен бейімделгіштік
Фазаны өзгерту материалдары әртүрлі қолданбалы талаптарды қанағаттандыру үшін әртүрлі пішіндер мен өлшемдерде жобалануы мүмкін.Оларды бөлшектерге, пленкаларға жасауға немесе бетон немесе пластик сияқты басқа материалдарға біріктіруге болады, бұл пайдалану үшін жоғары икемділік пен бейімделуді қамтамасыз етеді.
7. Экономикалық пайданы жақсарту
Фазаны өзгертуге арналған материалдарға бастапқы инвестиция жоғары болуы мүмкін болса да, олардың энергия тиімділігін арттырудағы және операциялық шығындарды азайтудағы ұзақ мерзімді пайдасы айтарлықтай.Дәстүрлі энергияға тәуелділікті азайту арқылы фазалық өзгерістер материалдары энергия шығындарын азайтуға және экономикалық қайтарымды қамтамасыз етуге көмектеседі.
Қорытындылай келе, фазаны өзгерту материалдарын пайдалану жылуды басқарудың тиімді шешімдерін қамтамасыз ете алады, өнімнің функционалдығы мен жайлылығын жақсартады және тұрақты дамуға ықпал етеді.
Фазалық өзгерістер материалдарының бірнеше негізгі классификациялары және олардың сәйкес сипаттамалары
Фазаны өзгертетін материалдарды (ФКМ) химиялық құрамы мен фазалық өзгеру сипаттамаларына байланысты бірнеше санатқа бөлуге болады, олардың әрқайсысының қолданудың нақты артықшылықтары мен шектеулері бар.Бұл материалдарға негізінен органикалық ИКМ, бейорганикалық ИКМ, био негізіндегі ПҚМ және композиттік ИКМ кіреді.Төменде фазаны өзгерту материалының әр түрінің сипаттамаларына егжей-тегжейлі кіріспе берілген:
1. Органикалық фазалық өзгерістер материалдары
Органикалық фазалық өзгерістер негізінен екі түрді қамтиды: парафин және май қышқылдары.
- Парафин:
-Мүмкіндіктері: Жоғары химиялық тұрақтылық, жақсы қайта пайдалануға жарамдылық және молекулалық тізбектердің ұзындығын өзгерту арқылы балқу температурасын оңай реттеу.
- Кемшілігі: Жылу өткізгіштігі төмен және жылу реакциясының жылдамдығын жақсарту үшін жылу өткізгіш материалдарды қосу қажет болуы мүмкін.
-май қышқылдары:
-Мүмкіндіктері: Ол парафинге қарағанда жоғары жасырын жылуды және әртүрлі температура талаптарына сай келетін кең балқу температурасына ие.
-Кемшіліктері: Кейбір май қышқылдары фазалық бөлінуден өтуі мүмкін және парафинге қарағанда қымбатырақ.
2. Бейорганикалық фазаны өзгертетін материалдар
Бейорганикалық фазалық ауыспалы материалдарға тұзды ерітінділер мен металл тұздары жатады.
-тұзды су ерітіндісі:
-Мүмкіндіктері: Жақсы термиялық тұрақтылық, жоғары жасырын жылу және төмен баға.
-Кемшіліктері: Мұздату кезінде қабаттасуы мүмкін және ол коррозияға ұшырайды, контейнерлік материалдарды қажет етеді.
-металл тұздары:
-Мүмкіндіктері: Жоғары фазалық ауысу температурасы, жоғары температурада жылу энергиясын сақтауға жарамды.
-Кемшіліктері: Сондай-ақ коррозияға қатысты мәселелер бар және қайталанатын балқу мен қатаю салдарынан өнімділік төмендеуі мүмкін.
3. Биологиялық негіздегі фазаны өзгертуге арналған материалдар
Био негізіндегі фазаны өзгертуге арналған материалдар табиғаттан алынған немесе биотехнология арқылы синтезделген МКМ болып табылады.
-Ерекше өзгешеліктері:
-Экологиялық таза, биологиялық ыдырайтын, зиянды заттарсыз, тұрақты даму қажеттіліктерін қанағаттандыратын.
-Өсімдік майы мен жануар майы сияқты өсімдік немесе жануар шикізатынан алуға болады.
- Кемшіліктері:
-Жоғары шығындар мен дереккөз шектеулеріне байланысты мәселелер болуы мүмкін.
- Жылу тұрақтылығы мен жылу өткізгіштігі дәстүрлі PCM-ге қарағанда төмен және модификацияны немесе композиттік материалды қолдауды қажет етуі мүмкін.
4. Композиттік фазалық ауыспалы материалдар
Композиттік фазаны өзгерту материалдары бар ИКМ-нің белгілі бір қасиеттерін жақсарту үшін басқа материалдармен (жылу өткізгіш материалдар, тірек материалдар және т.б.) біріктіреді.
-Ерекше өзгешеліктері:
-Жоғары жылу өткізгіш материалдармен біріктіру арқылы жылу реакциясының жылдамдығы мен жылу тұрақтылығын айтарлықтай жақсартуға болады.
-Теңшеу механикалық беріктікті арттыру немесе термиялық тұрақтылықты жақсарту сияқты қолданбалы талаптарды қанағаттандыру үшін жасалуы мүмкін.
- Кемшіліктері:
- Дайындық процесі күрделі және қымбат болуы мүмкін.
- Материалды дәл сәйкестендіру және өңдеу әдістері қажет.
Бұл фазалық өзгерістер материалдарының әрқайсысының бірегей артықшылықтары мен қолдану сценарийлері бар.Тиісті PCM түрін таңдау әдетте арнайы қолданбаның температура талаптарына, шығындар бюджетіне, қоршаған ортаға әсер ету мәселелеріне және күтілетін қызмет мерзіміне байланысты.Ғылыми-зерттеу жұмыстарының тереңдеуімен және технологияның дамуымен, фазалық өзгерістер материалдарының дамуы
Қолдану аясы, әсіресе энергияны сақтау және температураны басқаруда одан әрі кеңейеді деп күтілуде.
Фазаны өзгертетін органикалық материалдар мен шексіз фазалық өзгеретін материалдардың айырмашылығы неде?
Фазаны өзгертуге арналған органикалық материалдар, PCM және бейорганикалық фазаны өзгерту материалдары қатты және сұйық күйлер арасында түрлендіру арқылы жылуды сіңіретін немесе шығаратын энергияны сақтау және температураны бақылау үшін пайдаланылатын технологиялар болып табылады.Бұл екі түрдегі материалдардың әрқайсысының өзіндік сипаттамалары мен қолдану аясы бар және олардың арасындағы негізгі айырмашылықтар төменде келтірілген:
1. Химиялық құрамы:
-фазаны өзгертетін органикалық материалдар: негізінен парафин және май қышқылдары.Бұл материалдар әдетте жақсы химиялық тұрақтылыққа ие және балқыту және қатаю процестері кезінде ыдырамайды.
- Бейорганикалық фазаны өзгертетін материалдар: тұзды ерітінділерді, металдарды және тұздарды қоса.Материалдың бұл түрі балқу нүктелерінің кең ауқымына ие және қажетті балқу температурасын қажеттіліктерге сәйкес таңдауға болады.
2. Жылу өнімділігі:
-Органикалық фазаны ауыстыратын материалдар: әдетте жылу өткізгіштігі төмен, бірақ балқу және қатаю кезінде жасырын жылу жоғарырақ болады, яғни олар фазалық өзгерістер кезінде көп мөлшерде жылуды жұтып немесе шығара алады.
- Бейорганикалық фазаны өзгертетін материалдар: Керісінше, бұл материалдар әдетте жылуды жылдамырақ беруге мүмкіндік беретін жоғары жылу өткізгіштікке ие, бірақ олардың жасырын жылуы органикалық материалдарға қарағанда төмен болуы мүмкін.
3. Цикл тұрақтылығы:
-Органикалық фазаны өзгертетін материалдар: жақсы циклдік тұрақтылыққа ие және өнімділіктің айтарлықтай нашарлауынсыз немесе өзгеруінсіз бірнеше балқу және қату процестеріне төтеп бере алады.
- Бейорганикалық фазаны өзгертетін материалдар: бірнеше термиялық циклдардан кейін кейбір ыдырау немесе өнімділік төмендеуі мүмкін, әсіресе кристалдануға бейім материалдар.
4. Құны және қолжетімділігі:
-Органикалық фазаны ауыстыратын материалдар: Олар әдетте қымбат, бірақ тұрақтылығы мен тиімділігіне байланысты олардың ұзақ мерзімді пайдалану құны салыстырмалы түрде төмен болуы мүмкін.
- Бейорганикалық фазаны өзгертуге арналған материалдар: бұл материалдар әдетте арзан және үлкен көлемде өндіруге оңай, бірақ жиі ауыстыруды немесе техникалық қызмет көрсетуді қажет етуі мүмкін.
5. Қолдану аймақтары:
-Органикалық фазалық ауыспалы материалдар: Тұрақтылығы мен жақсы химиялық қасиеттеріне байланысты олар көбінесе ғимараттардың, киімдердің, төсек-орындардың және басқа да өрістердің температуралық реттеуінде қолданылады.
- Бейорганикалық фазаны өзгертуге арналған материалдар: әдетте жылу энергиясын сақтау және қалдық жылуды қалпына келтіру жүйелері сияқты өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады, олардың жоғары жылу өткізгіштігі мен балқу температурасы диапазонын пайдалана алады.
Қорытындылай келе, органикалық немесе бейорганикалық фазаны өзгертуге арналған материалдарды таңдағанда, арнайы қолдану талаптары, бюджет және күтілетін жылу өнімділігі сияқты факторларды ескеру қажет.Әрбір материалдың әртүрлі қолдану сценарийлеріне сәйкес келетін бірегей артықшылықтары мен шектеулері бар.
Хабарлама уақыты: 28 мамыр 2024 ж