Giriş
PCM (Faz Değişim Malzemeleri), gizli ısı depolama sistemleri olarak kullanılan malzemelerdir. Böylece katıdan sıvıya faz geçiş entalpisi ısı depolama için kullanılır. Gizli ısı depolama sistemlerinin uygulama alanı cep ısıtıcılarından fonksiyonel tekstillere ve bina yapımında duvar ve tavan elemanlarına kadar uzanmaktadır. Bitki özlerinden oluşan bir PCM numunesinin termofiziksel özellikleri LFA 467 HyperFlash® ve DSC 204 F1 Phoenix® yardımıyla incelenmiştir.
Test Koşulları
LFA:
- standart numune tutucuda 30°C ila 150°C katı numune (ısıtma)
- pEEK numune tutucuda 220°C ila 30°C sıvı numune (soğutma), bkz. şekil 1
DSC:
- -10°C ila 225°C ısıtma ve soğutma
Ölçüm Sonuçları
Şekil 2'de PCM numunesinin DSC ile ısıtılması ve soğutulması gösterilmektedir. Numunenin erimesi yaklaşık 165°C'de (başlangıç) başlar, soğutma sırasında KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme ise ancak yaklaşık 123°C'de tekrar başlar. Bu etki LFA ölçümleri için de görülebilir. Şekil 3'teki kırmızı kareler PCM numunesinin soğutma sırasındaki (sıvıdan katıya) termal difüzivitesini temsil etmektedir. Termal difüzivitedeki adımFaz GeçişleriFaz geçişi (veya faz değişimi) terimi en yaygın olarak katı, sıvı ve gaz halleri arasındaki geçişleri tanımlamak için kullanılır. faz geçişi ile ilişkilendirilebilir. Ölçüm noktaları soğutma sırasında kaydedildiğinden, faz geçişi 120°C ile 150°C arasında ortaya çıkmaktadır. Şekil 3'teki kırmızı üçgenler PCM numunesinin ısıtılması sırasındaki termal difüziviteyi temsil etmektedir. Her iki ölçüm de birbiriyle iyi bir uyum içindedir. Sadece 150°C'de önemli bir fark görülebilir, bu da farklı erime ve KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme sıcaklıklarından kaynaklanan örneklerin farklı durumlarına (sıvı ve katı) atfedilebilir.
Şekil 4, iki ölçümün bir kombinasyonu olarak PCM numunesinin 30°C ile 220°C arasında ısıtılmasıyla elde edilen termofiziksel özellikleri göstermektedir. Katıdan sıvıyaFaz GeçişleriFaz geçişi (veya faz değişimi) terimi en yaygın olarak katı, sıvı ve gaz halleri arasındaki geçişleri tanımlamak için kullanılır. faz geçişi, 150°C ile 180°C arasındaki bir adım vasıtasıyla termal difüzivitenin yanı sıra özgül ısı kapasitesi ve termal iletkenlikte de açıkça tanımlanabilir.
Özet
Sıvılar ve macunlar için özel numune tutucu (PEEK numune tutucu), PCM numunelerinin termal difüzivitesinin LFA aracılığıyla eriyik içinde bile incelenmesine olanak tanır. Katı aralığında sıvı numune tutucu ile ve sıvı numune tutucu olmadan yapılan karşılaştırmalı ölçümler, numune ve numune tutucu arasında iyi bir temas olduğu sürece (3 katmanlı analiz) iyi bir uyum içindedir. DSC ölçümleri, numunelerinErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime ve KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme davranışları hakkında sonuçlar çıkarılmasına ve özgül ısı kapasitesi hakkında veriler elde edilmesine olanak tanır. Her iki yöntemin ölçümlerinden, PCM numunesinin katı ve sıvı aralığındaki termal iletkenliği hakkında güvenilir ifadeler daha sonra yapılabilir.