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Il miracolo della costruzione del calore e del freddo: in che modo i materiali cambiano le case fresche nell'estate calda?
Nell'estate calda, la domanda di raffreddamento delle case spesso innesca profonde pensieri delle persone sul consumo di energia e sugli impatti ambientali.I materiali di cambiamento di fase (PCM) sono diventati gradualmente la chiave per risolvere questo problema a causa delle loro proprietà termiche uniche.
Il materiale di cambio di fase è una sostanza che può rilasciare o assorbire una grande quantità di energia durante il processo di cambio di fase, quindi ha un'eccellente capacità di raffreddamento.
Il principio di lavoro dei materiali di cambio di fase è quello di conservare e rilasciare energia attraverso la transizione tra gli stati solidi e liquidi del materiale.Quando la temperatura aumenta, questi materiali assorbono il calore e lo trasformano in stato liquido, riducendo così la temperatura dell'ambiente circostante;In tale processo, i materiali di cambio di fase possono assorbire e rilasciare il calore molto più alto rispetto allo stoccaggio generale sensibile al calore, rendendo particolarmente importante la propria applicazione nei sistemi di raffreddamento dell'edificio.
Al momento, i materiali di cambio di fase sono principalmente divisi in due categorie: materiali organici (come materiali a base di carbonio di petrolio o origine vegetale) e idrati salini inorganici.La scelta di questi materiali dipende dal loro punto di fusione, dal calore latente di scioglimento e costi.
Ad esempio, l'acqua e il ghiaccio sono materiali di cambio di fase estremamente efficaci perché immagazzinano energia fredda in estate e li rilasciano quando le temperature cambiano.
I materiali di cambio di fase organica hanno generalmente una conduttività termica inferiore, il che li richiede una maggiore conducibilità termica durante il raffreddamento.Relativamente parlando, materiali inorganici come idrati di salamoia funzionano meglio nella capacità di conservazione termica del volume e conducibilità termica.Lo sviluppo e l'applicazione di questi materiali hanno assistito all'evoluzione di più generazioni e hanno una posizione sempre più importante in varie applicazioni commerciali.
Man mano che il costo dell'elettricità rinnovabile continua a diminuire, il potenziale dei materiali di cambio di fase nella costruzione del raffreddamento è sempre più apprezzato.In quelle aree estive calde, come il Nord America, l'Australia e l'Europa meridionale, esiste una discrepanza di alimentazione di punta tra la domanda di elettricità pubblica e la produzione di energia solare, che rende necessaria un'efficace strategia di stoccaggio termico.I materiali di cambio di fase forniscono una soluzione efficace in grado di archiviare il calore in eccesso durante il giorno e rilasciarlo durante la domanda di punta.
L'applicazione dei materiali di cambiamento di fase non si limita al campo di costruzione, ma molte industrie come mediche, trasporti alimentari e raffreddamento elettronico stanno adottando questa tecnologia in grandi quantità.Soprattutto nella tecnologia di raffreddamento a "deposito di ghiaccio" emergente, tali materiali sono stati ampiamente utilizzati nei sistemi di refrigerazione commerciale.
Riducendo la dipendenza dalle apparecchiature di raffreddamento tradizionali, i materiali di cambio di fase sono progettati per ridurre il consumo di energia migliorando al contempo l'efficienza di raffreddamento.
Tuttavia, i materiali di cambiamento di fase affrontano anche alcune sfide nella loro applicazione.In ambienti ad alta temperatura o ad alta pressione, le proprietà di alcuni materiali possono cambiare, con conseguente degradazione delle prestazioni, che richiede una cautela speciale quando le usi.Inoltre, prevenire la separazione del cambiamento di fase o la fusione irregolare dei materiali di cambiamento di fase durante il riciclaggio ripetuto è anche un problema importante nello sviluppo tecnologico attuale.
Con il progresso della tecnologia, anche la tecnologia di imballaggio e integrazione dei materiali di cambiamento di fase è in costante evoluzione.La tecnologia di micropackaging consente ai materiali di cambio di fase di essere combinati con i materiali da costruzione, memorizzando così efficacemente l'energia termica all'interno della struttura.In futuro, con lo sviluppo di materiali di cambiamento di fase più efficienti e la loro applicabilità in edifici intelligenti, potrebbe essere più ampiamente coinvolto nella progettazione e trasformazione architettoniche.
Sulla strada per lo sviluppo sostenibile, l'emergenza e l'applicazione dei materiali di cambiamento di fase sono senza dubbio una scelta ideale per combattere i cambiamenti climatici e la tensione energetica.Man mano che la nostra tecnologia matura, come integrare pienamente questi materiali intelligenti nella progettazione architettonica futura per ottenere un ambiente di vita davvero efficiente dal punto di vista energetico e confortevole sarà un argomento che vale la pena riflettere?
