Materiali s fazno spremembo (PCM) so snovi, ki lahko absorbirajo ali sprostijo velike količine latentne toplote. To se zgodi, ko se spremeni njihovo agregatno stanje, običajno iz trdnega v tekoče ali obratno.
Mikrokalorimetrija je tehnika, ki meri energijo, absorbirano ali sproščeno med faznimi spremembami, kar omogoča kvantificiranje količine energije v realnem času.
Tehnika omogoča tudi neprekinjeno taljenje in kristalizacijo PCM, ki se uporabljajo v različnih aplikacijah, da se preizkusi njihova dolgoročna uporabnost in stabilnost.
Kaj so materiali za spremembo faze?
Fazno spremenljivi material (PCM) je snov, ki shranjuje in sprošča toplotno energijo. Ko PCM kristalizira, sprosti veliko količino energije (eksotermno), ko se tali in se spremeni iz trdnega v tekoče, absorbira enako količino energije (endotermno).
PCM se lahko uporablja za shranjevanje toplotne energije, kjer lahko shranite toplo ali hladno energijo za kasnejšo sprostitev.
Uporabljajo se lahko tudi kot izolacija ali toplotne ovire v praktičnih aplikacijah, kot je transport z nadzorovano temperaturo.
Kje je bil PCM razvit?
Uporaba PCM se uporablja že vrsto let preprosto zato, ker je najosnovnejši in pogosto uporabljen material s fazno spremembo vodni led
Obstaja veliko vrst PCM:
Organske snovi - ogljikovodiki, lipidi in sladkorni alkoholi
Anorganski solni hidrat
Bioosnova – Maščobne kisline, pridobljene iz rastlin ali živali.
Med temi širokimi kategorijami so anorganski PCM najcenejši za proizvodnjo in pridobivanje, imajo visoko latentno toplotno kapaciteto in visoko toplotno prevodnost.
Organski PCM, sestavljeni iz parafinskih in neparafinskih skupin, zmrznejo brez podhladitve (za razliko od anorganskih PCM) in imajo visoko latentno toplotno kapaciteto, vendar je njihova proizvodnja draga in so lahko zelo vnetljivi.
PCM na biološki osnovi je nestrupen, ekonomičen in ima visoko latentno toplotno kapaciteto. Vendar pa imajo slabo toplotno prevodnost.
PCM se uporablja v različnih panogah in izdelkih, vključno z gradbeništvom, transportom in napravami.
Taljenje in kristalizacija PCM
Neprekinjeno taljenje in kristalizacija lahko naredi PCMS učinkovitejše in učinkovitejše za uporabo v izolacijskih sistemih zgradb, kjer jih je treba uporabljati v številnih ogrevalnih in hladilnih ciklih brez izgube toplotne učinkovitosti.
Učinek teh procesov je omogočiti, da material zaduši vplive sprememb zunanje temperature podnevi in ponoči, hkrati pa ohranja sprejemljive notranje temperature.
Gradbeni materiali, kot so opeke, tla, stropi in strešni materiali, lahko vsebujejo te PCM.
Da bi povečali zasnovo in učinkovitost PCM na ta način, je treba procese taljenja in kristalizacije v celoti razumeti in jih natančno označiti.
Tehnika za to je mikrokalorimetrija.
Kaj je mikrokalorimetrija?
Kalorimetrija je veda o merjenju sprememb v toploti, mikrokalorimetrija pa je ultra občutljiv razvoj tega.
Mikrokalorimetrija meri zelo majhne toplotne spremembe vzorca in je dokazana tehnika za natančno napovedovanje življenjske dobe materialov.
V smislu toplotne analize, ki lahko meri spremembe toplotnega toka in temperature v realnem času, sodobna mikrokalorimetrična oprema združuje zelo občutljive ogrevalne in hladilne sisteme.
