Hőnyelő anyag nyeli a meleget

A BASF által kifejlesztett egyedülálló halmazállapot-váltó anyag (Phase Change Material) a Micronal® PCM hatékonyan nyeli el és zárja magába a nappali csúcshőmérsékletet kiváltó hőt.

Nyár, meleg, napsütés – ábrándok, amelyek gyakran eszünkbe jutnak a hosszúra elnyúló, zord téli hónapok során. A kánikula beköszöntével, azonban igen rövid időn belül „sok lesz a jóból” kiváltképp, ha afféle modern üvegből és fémből készült „áttetsző” homlokzatú, lakó, vagy irodaépületben töltjük a nyári hónapokat. Ezek a világos, természetes fényt minél inkább beáramlani engedő építészeti megoldások, jellegükből fakadóan igazi „üvegházakká” válnak a nyári melegben.

A BASF által kifejlesztett Micronal® PCM SmartBoard, egy speciális tulajdonságokkal rendelkező gipsz alapú falburkolati rendszer, amely egyedülálló módon nyújt megoldást a hőmérséklet kezelésére. De mit is jelentenek valójában a márkanévben szereplő kifejezések, rövidítések?

A BASF kutatásai révén olyan speciális tulajdonságú, gipsz alapú falburkolatot fejlesztett ki, amely a benne lévő – Micronal® PCM névre hallgató – mikrokapszulázott látenshő-tároló anyagnak köszönhetően képes elnyelni és magában tárolni a keletkezett hőfelesleget.

Micronal PCM Smartboard


A Micronal® PCM SmartBoard a halmazállapotukat változtató anyagok elvén alapulva fejti ki hatását, s gyakorlatilag egy hőtároló közegként működik a falakban. Képességét azon speciális tulajdonságának köszönheti, miszerint a benne található, mikrokapszulákba zárt paraffin  halmazállapot-változása következtében hőenergiát vesz fel, illetve ad le.

Ahhoz hogy ezt a forradalmi technológiát megérthessük, célszerű kissé felfrissíteni a fizikából tanultakat.

Mi a különbség az érzékelhető (szenzibilis) és rejtett (látens) hő között?
Ha egy tárgyat melegítünk, a hő közlésével párhuzamosan emelkedik annak hőmérséklete. A hőemelkedést nevezzük érzékelhető hőnek. Ugyanígy, ha egy tárgytól hőt vonunk el, és annak hőmérséklete csökken, az elvont hőt is érzékelhető hőnek nevezzük.

Ezzel szemben a rejtett hő az az energia mennyiség, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag egy halmazállapotból eljusson egy másik halmazállapotba. A szilárd anyagokból folyadék lesz (például a jégből víz), a folyadékból, pedig gáz (a vízből pára), ám az állapotváltozáshoz hőközlésre vagy hőelvonásra van szükség. Az ilyen változást okozó hőt nevezzük látens hő-nek. A halmazállapot változás következtében jelentős hőenergia (rejtett hő) kerül felhasználásra, vagy szabadul fel, azonban magának az anyagnak a hőmérséklete változatlan marad.

A jelenséget legkönnyebben a jégkockák által hűtött italok hétköznapi példáján keresztül érthetjük meg. Miközben az üdítőben lévő szilárd halmazállapotú víz (a jégkocka) folyékonnyá válik jelentős hőenergiát vesz fel, vagyis von el az őt körülvevő üdítőitaltól. A pohárban lévő üdítő tehát ezért hűl le - és mivel az olvadás időigényes folyamat - marad hosszú időn keresztül kellemesen hűvös.

Természetesen a lakó-, és irodaépületek hőmérsékletének korántsem kell olyan jegesnek lennie, mint kedvenc nyári italunknak. Ennek megfelelően a BASF magas tisztaságú paraffin-t választott látenshő tároló alapanyagául, s az említett fizikai törvényszerűségek alapján fejlesztette ki Micronal® PCM (Micronal Phase Change Material) építőipari felhasználásra szánt nyersanyagát.

Micronal® PCM a BASF-től
A Micronal PCM–ben található paraffin olvadáspontját úgy optimalizálták, hogy az teljes mértékben megfeleljen a lakóépületekkel szemben támasztott hőmérséklet kívánalmaknak. A Micronal® PCM-ben található paraffin 23 ill. 26 °C -on (felhasználási területtől függően) indul olvadásnak. Halmazállapot-változása közben jelentős hőmennyiséget von el a környezettől, megakadályozva ezzel a helyiségek hőmérsékletének további emelkedését.

Éjjel, amikor a külső hőmérséklet csökkenni kezd, a paraffin megszilárdul és a magában tárolt hőenergiát (olvadása következtében) visszaadja környezetének. Reggelre a hőtároló burkolat ismét hőelvonásra készen áll.

Az igazi kihívás a gyakorlati életben kezdődik
Hogyan lehet olvadó paraffint biztonságosan olyan igazán hétköznapi építőanyagokba keverni, mint a vakolat, habarcs, vagy akár a gipszkarton tábla?

„ A mi megoldásunk erre  a problémára a mikrokapszula-technológia” nyilatkozta Marco Schmidt a BASF funkcionális polimerek divíziójának munkatársa. „Mikroszkopikus méretű paraffin cseppecskéket zárunk gyakorlatilag elpusztíthatatlan akril polimer burokba, amely ellenáll akár a fúrásnak és a fűrészelésnek is. A viasz képtelen kiszivárogni ezekből az áthatolhatatlan kis kapszulákból, miközben a Micronal® PCM termékek minden építőipari és környezetvédelmi szempontoknak eleget tesznek.”

mikrokapszulák BASF


A mindössze néhány mikrométernyi nagyságú parányi részecskéket tartalmazó mikrokapszulák vizes diszperzió-, vagy por alakban könnyedén hozzáadhatók az építőipari alapanyagokhoz, úgy mint habarcshoz, vagy vakolathoz. Alapanyagtól függően 20-40%-os Micronal® PCM tartalom lehetséges.

BASF Micronal® PCM SmartBoard
A használatra kész gipsz alapú falburkolólap, a SmartBoard, teljes mértékben felhasználóbarát építőanyag: bár csak 1,5 centiméter vastagságú, minden egyes négyzetmétere hozzávetőlegesen három kilogramm Micronal PCM-et tartalmaz. Hőtároló képességét tekintve egy 12 centiméter vastag téglafallal egyenértékű építőanyag.

A Micronal® PCM alkalmazása által elérhető 3-4 C°-os hőmérsékletkülönbség, megközelíti a hagyományos légkondícionáló berendezések által realizálható 6 C°-os hűtést (a légkondícionáló berendezéseket ugyanis arra tervezik, hogy a külső hőmérséklethez képest átlagosan 6 C°- kal hűvösebb hőmérsékletet tartsanak).

„E technológiának köszönhetően a légkondicionáló berendezések akár feleslegessé válhatnak, de legalább a szükséges teljesítményük  csökken.”, tette hozzá Peter Schossig a freiburgi Fraunhofer Napenergia Hasznosító Intézet munkatársa.

A klímaberendezésekkel ellentétben a BASF Micronal® PCM technológia alkalmazása mellett épült építmények nem igényelnek folyamatos (technikai) karbantartást, ezáltal jelentős költségmegtakarítás realizálható.

A Fraunhofer Intézet kutatói a közelmúltban olyan terhelési tesztnek vetették alá az alapanyagot, amely 10 000-szer bekövetkező olvadás és visszaszilárdulás során vizsgálta a Micronal® PCM időtállóságát. Ez hozzávetőleg 30 éves időszak alatt menne végbe a valóságban.
„A teszt semmiféle károsodást, elhasználódást nem mutatott ki a vizsgált időszakban.”, tette hozzá Peter Schossig.

Sonnenschiff, a prototípus
Az elmúlt öt év során a BASF sikeresen ültette át a laboratóriumban elért eredményeket a gyakorlatba, melyet mi sem bizonyít jobban a Freiburgban nemrégiben átadott „Sonnenschiff”-nél (Nap hajó). A 6500 négyzetméteres, innovatív épületkomplexumban a kereskedelmi célú egységek mellett, irodák és lakóépületek is egyaránt meg találhatóak.

7396235479146ff1857bf5211087ec2e


A Sonnenschiff-en a tél folyamán – hála a következetes hőszigetelésnek és a napenergia használatának- alig van szükség hagyományos energiára az épület fűtéséhez.

„Egy ilyen ultramodern épületegyüttesnél természetesen a nyár idejére is hasonlóan innovatív megoldást kellett keresnünk a helyiségek hűtésére.”, magyarázta Rolf Disch építész. „ Az árnyékoló zsalugáterek beépítése mellett a BASF Micronal® PCM technológiával készült SmartBoard falburkolati elemekkel valósítottuk meg az épület hőmérsékleti komfortját. Ily módon szinte teljes energia-megtakarítás mellett oldjuk meg a légkondicionálást, légkondícionáló beszerelése nélkül . A költségcsökkentés mellett, nem elhanyagolható a szén-dioxid kibocsátás visszaszorítása is, mely teljes mértékben megfelel a nemzetközi környezetvédelmi követelményeknek. Ez az ahogyan, a BASF Micronal® PCM technológiája hozzájárul az üvegházhatás csökkentéséhez, nemcsak az épület területén, hanem globális dimenziókban is.”

A BASF-ről
A BASF a világ vezető vegyipari vállalata: „The Chemical Company”. Termékválasztéka a vegyszerektől, műanyagoktól, a speciális adalékokon, mezőgazdasági termékeken és finomkemikáliákon át a nyersolajig és földgázig terjed. A BASF megbízható partnerként igyekszik hozzájárulni szinte minden iparág szereplőinek sikeres működéséhez. Forradalmian új termékeivel és intelligens megoldásaival a BASF fontos szerepet játszik az igazán fontos globális kérdések, mint például a környezetvédelem és klímaváltozás, energiahatékonyság, élelmezés és mobilitás megoldásában. 2009-ben a BASF forgalma meghaladta az 50 milliárd eurót, és mintegy 105.000 alkalmazottat foglalkoztatott. A BASF részvényeivel a frankfurti (BAS), londoni (BFA) és zürichi (AN) tőzsdén kereskednek. További információk a társaság hivatalos weboldalán a www.basf.com címen találhatók.

2010-03-26 15:26:22

Regisztráció
HÍRLEVÉL REGISZTRÁCIÓ
Keresés
Mit:
Hol:
gyogyszercimke Chemgeneration