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相变材料
简介:简单介绍产品概述、工作原理、相变材料的分类及主要特点、主要产品技术参数及包装和应用等。
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一 产品概述

相变材料(PCM-Phase Change Material)是指体系温度基本保持不变而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程,这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。不同相变点的相变材料可应用在不同的领域。

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二 工作原理

    利用材料相态的变化会吸收(或放热)的特性,使用导热系数高的材料进行封装,保证相变材料的可逆循环。根据相变材料的相变方式不同可分为:固-液相变,固-固相变,固-气相变和液-气相变四类,由于后两种相变方式过程中有气体产生,使得材料的体积变化很大,难以控制,在实际应用中很少被选用,因此固-液和固-固相变成为重点研究对象。

相变材料(PCM)在其本身发生相变的过程中,可以向环境中吸收或释放热量,而且其本身温度维持不变。根据环境温度需要选用相应温度点的相变材料可以达到控制周围环境温度的目的。具体的原理图如下:

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    相变材料在不同的温度环境中可以表现出有意的温度“缓冲”作用,在相变温度左右,相变材料以其较大的潜热起到温度调节作用。如图  所示的是分别将相变温度为26℃的相变蓄热材料和水分别放置在15℃和45℃的水中测试其温度变化。

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三 相变材料分类及主要特点

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以无公害的无机物/有机物为主要相变物质,安全环保;

无过冷度或过冷度小;

特定配方调制,材料具有高潜热;

先进的包装工艺,安全性高,性能稳定;

导热系数高,热交换效率高;

使用寿命长,无需后期维护。

四 主要产品技术参数及包装

   典型数据

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包装:

散装材料:可选用1-200L塑料瓶/桶

成型包装:板状、棒状、铝箔袋、聚乙烯复合袋等或根据客户要求定制。

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五 应用

1、通讯行业的应用

通讯基站内部各种设备的温度要求不同,其中蓄电池对温度要求最高(20±5℃),其它设备的温度要求较低(30℃左右),通过使用相变材料机柜,局部控制蓄电池区域的温度,提高非蓄电池区域的温度,从而可以延长电池寿命又可以节能环保。

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2、电力领域(削峰填谷)

我国电力需求逐年增加,但是负荷曲线“峰谷差”却在不断加大,电网运行的负荷率和经济性下降。一般高峰出现在中午前后或傍晚前后,低谷出现在后半夜到凌晨。我国连续几年的高峰负荷增长率大于发电量和售电量的增长率,负荷率和发电设备利用小时数过低。目前除实行分时计度和季节电价政策以外,建立大型抽水蓄能电站是解决电力负荷峰谷问题的重要措施,而相变储能技术在充分发挥电力设备的潜力上同样起着十分重要的作用。

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3、煤矿安全领域

煤矿逃生舱降温一直是科研攻关的难点问题,由于舱体处于密闭状态,人体及设备散发的热量导致狭小的舱内温度急剧上升,在数小时内舱内温度便可达到35℃以上,远超过人体舒适温度。利用相变材料的巨大潜热储存能力,选择体感舒适的相变温度,可以综合利用舱室内的有效空间,极大的延缓逃生舱内温度上升速率,为营救避难人员争取宝贵的时间。

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4、建筑节能领域

利用相变材料储热放热的特性,减少室内空调或调温设备的开启时间,达到节能的目的,并且能在电力突然中断时维持室内适宜温度几小时。在昼夜温差较大的冬季,相变材料更可以最大发挥其优势,在某些特定的情况下,甚至可以不使用空调或暖气。

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5、农牧养殖领域

利用太阳能和相变材料结合的优势,白天太阳能吸收的热量储存到相变材料中,待夜晚温度降低时,相变材料内的热量释放出来,从而保证环境温度适宜,降低动植物因温度过低死亡的概率。在连续的阴雨天等恶劣环境下,利用辅助电加热方式给相变材料储存热量。

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