Phase Change Materials (PCM)

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Phase Change Materials (PCM)
250px
Eigenschappen
Categorie: Materialen
Handelsnamen: Micronal (BASF), Thermusol (Capzo)
Originele auteur: Mike Broekman en Ivor Muijlwijk
Jaar: 2009
Wikipedia link: Phase-change material

Inhoud

Beschrijving

Ijs en water

Fase veranderende materialen zijn materialen die warmte opnemen door te veranderen van vaste naar vloeibare fase. Door terug te veranderen naar vaste fase kunnen deze materialen deze warmte weer afstaan. Hierdoor wordt de omgevingstemperatuur van deze materialen stabieler. Dus de maximum temperatuur wordt lager en de minimumtemperatuur wordt hoger. Water (en ijs) is ook een PCM.

Eigenschappen

Alle materialen zouden in principe een PCM kunnen zijn alleen sommige zijn handiger dan anderen vanwege de smelttemperatuur. Deze moet namelijk liggen binnen de temperaturen waartussen de omgeving schommelt.

Materiaal eigenschappen

  • Latente warmte capaciteit (bij kamertemperatuur):
    • Concrete: 0 KJ/kg
    • PCM: 110 KJ/kg
    • Gypsum board: 0 KJ/kg
    • Smart board: 330 KJ/m ^ 10E2
    • Eicosane, octadecane, Nonadecane, heptadecane and hexadecane
  • Specific heat capacity:
    • Concrete: 3.3 KJ/(kg*K)
    • PCM: Negligible
    • Gypsum board: 0.85 KJ(kg*K)
    • Smart board: 1.20 KJ/(kg*K)
    • Eicosane, octadecane, Nonadecane, heptadecane and hexadecane
  • Bulk density:
    • Concrete: 2.400 kg/m kg/m ^ 10E3
    • PCM: 250-350 kg/m ^ 10E3
    • Gypsum board: 700 kg/m 10E3
    • Smart board: 770 kg/m 10E3
    • Eicosane, octadecane, Nonadecane, heptadecane and hexadecane

Leveringsvormen

Zouthydraten
Zouthydraten

Fase veranderende materialen zijn vaak ingekapselde zouthydraten. Het komt dus voor in kleine bolletjes. Het is ook mogelijk om deze bolletjes in een driehoekige of vierkante vorm te maken zodat ze beter in kleding verwerkt kunnen worden.

Be- en verwerkingstechnieken

De bolletjes met fase veranderende materialen kunnen in kleding geweven of gebreid worden. Ook kan het verwerkt worden in de vezels tijdens de polymeer fase. Daarnaast is het mogelijk om het te verwerken door middel van matrix coating. Verder maakt Capzo International matten met zakken die gevuld zijn met fase veranderende materialen. Deze matten kunnen bijv. Op een systeemplafond geplaatst worden. In de toekomst wordt het mogelijk de bolletjes te vermengen met beton.

Toepassingen

  • Kleding (stof)
  • Bouw
  • Ruimtepakken
  • Zonnecellen
  • Verpakkingen (warm/koud eten)

Specifieke toepassingen

  • Sportkleding, vooral wintersportkleding zo heeft de persoon die het draagt het lekker warm wanneer deze stil staat en nemen de PCMs de warmte die het lichaam met intensieve inspanning uitstraalt op.
  • Capzo maakt matten met PCMs die boven op systeemplafonds neergelegd kunnen worden zodat ze de temperatuur in het gebouw constanter houden. Er wordt momenteel gekeken om PCMs in beton te mengen zodat het ook in de vloeren van huizen aangebracht kan worden.
  • Voor bijvoorbeeld pizzadozen worden PCMs ook gebruikt zodat ze niet zo snel afkoelen.
  • PCMs worden ook gebruikt in beddengoed om weer de persoon die eronder ligt tegen temperatuurschommelingen te beschermen.

Voordelen

  • Kleding: Men kan dunne lagen kleding aantrekken en het toch lekker warm of koel hebben. Bij gewone warme kleding heeft men veel lagen aan en dat maakt het voor sporten onbeweeglijk en als het lichaam op temperatuur is heeft de persoon het weer te warm.
  • Bouw: De temperatuur in een gebouw is constanter, de maximumtemperatuur is lager en de minimumtemperatuur is lager. Het scheelt dus in de energiekosten. Bovendien kan op nachtstroom warmte geproduceerd worden die door de fase veranderende materialen opgenomen wordt en deze stralen dit overdag uit.
  • Geen bewegende onderdelen (geen stroming)
  • Lange levensduur
  • Bijna geen onderhoud
  • Bespaart ruimte, vier keer kleiner dan andere thermische opslagsystemen
  • Niet brandbaar

Nadelen

  • Zwakke capsules die kunnen knappen
  • Het effect van PCM werkt alleen als de temp. schommelt rond het smeltpunt

Milieuaspecten

Voor zover bekend zijn PCMs niet van nadelige invloed op het milieu. Wel kan er energie bespaart worden in gebouwen.

Leveranciers en kenniscentra

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen