Spis treści
Drugim zbiornikiem ciepła jest prosty wzrost temperatury bez zmiany fazy. Dla takich zastosowań pojemność cieplna właściwa materiału magazynującego i jego gęstość powinny być wysokie, aby zmagazynować maksymalną ilość ciepła w minimalnej ilości materiału/przestrzeni (pojemność magazynowania). Efekt ten jest wykorzystywany do klimatyzacji budynków i zapewnienia ich komfortu cieplnego. Aby dobrze przenosić energię z PCM do otoczenia, powinien on również mieć wysoką przewodność cieplną przewodność cieplna.
Właściwości PCM
- wysoka zdolność magazynowania lub ciepło utajone na objętość. Osiąga się to, gdy molowe ciepło topnienia jest wysokie, a jednocześnie występuje wysoka gęstość i wysoka pojemność cieplna właściwa.
- wysoka przewodność cieplna zapewniająca szybką wymianę ciepła między PCM a otoczeniem
- wysoka szybkość zarodkowania w celu uniknięcia przechłodzenia i osiągnięcia przemiany fazowej w temperaturze roboczej.
- niewielka zmiana objętości podczas przejścia fazowego w celu uniknięcia naprężeń mechanicznych na pojemnikach i pęknięć w fazie stałej.
- Niski koszt zmagazynowanej energii i dobra dostępność
Wysoka stabilność chemiczna - bez rozkładu, dzięki czemu możliwych jest wiele cykli topienia/zamrażania.
Zalety materiałów PCM
Wady materiałów PCM
Wadami materiałów organicznych w porównaniu z materiałami nieorganicznymi są jednak ich łatwopalność, stosunkowo niska zdolność magazynowania ciepła i niska przewodność cieplna. Nieorganiczne PCM to głównie hydraty soli i sole. Większość z nich ma wysokie temperatury robocze i jest dostępna w niskiej cenie. Wadą jest to, że mogą być korozyjne i często ulegają dużej zmianie objętości.
Różne zastosowania wymagają różnych temperatur roboczych, które odpowiadają temperaturze topnienia PCM. Temperatury robocze mogą wahać się od temperatur zbliżonych do temperatury pokojowej (dla większości organicznych PCM, ale także dla niektórych nieorganicznych, takich jak uwodniony azotan litu (LiNO3*3 H2O)) do kilkuset stopni Celsjusza (dla nieorganicznych, takich jak sole metali alkalicznych).
Analiza termiczna PCM
Analiza termiczna jest bardzo potężnym narzędziem do opracowywania i charakteryzowania PCM:
- Termograwimetria (TGA)
termograwimetria (TGA)
służy do analizy stabilności termicznej lub rozkładu.
- Różnicowa kalorymetria skaningowa różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) służy nie tylko do pomiaru temperatury topnienia (temperatury roboczej) i entalpii topnienia, które dostarczają przydatnych informacji na temat zdolności magazynowania, ale także do pomiaru pojemności cieplnej właściwej (Cp).
