کاربرد مواد تغییرفاز دهنده در ساختمان

[hani1459]

مدیرعامل یک شرکت دانش بنیان مستقر در پارک فناوری پردیس معاونت علمی و فناوری، از مورد استفاده قرار گرفتن مواد تغییرفاز دهنده با رویکرد تخصصی و تجاری در حوزه مصالح ساختمانی خبر داد.



  رسول نژاد، مدیرعامل شرکت در رابطه با فناوری مواد تغییر فاز دهنده (Phase Change Materials) و استفاده از این فناوری در صنعت ساختمان گفت: مواد تغییر فاز دهنده، موادی هستند که مازاد انرژی حرارتی محیط اطراف خود را در زمان عدم نیاز بر پایه گرمای نهان ذوب و انجماد در خود ذخیره می‌کنند و در زمان نیاز، دوباره به محیط باز می‌گردانند. 
  افزود: با این کار به طور کاملاً هوشمند محیط اطراف خود را مجبور می‌کنند که در درجه حرارت معینی موسوم به دمای پافشاری باقی بماند. به گفته این محقق، امروزه در دنیا شرکت‌هایی وجود دارند که دستاورد خود در حوزه مواد تغییر فاز دهنده را با قیمت‌های گزاف و در بسته بندی‌های تجاری به صورت کروی، لوله‌یی و صفحه‌یی عرضه می‌کنند و مصرف کننده فراخور موضوع و نحوه مصرف نسبت به تأمین ماده مورد نیاز خود اقدام می‌کند. 
  تاکید کرد: اما این واحد فناور، در نظر دارد که از طریق تلفیق مواد تغییر فاز دهنده با مصالح ساختمانی و متعاقباً استفاده از مصالح یاد شده در جدار پیرامونی ساختمان به عنوان اولین در دنیا و به صورت تخصصی و تجاری نسبت به تولید و عرضه مصالح ساختمانی صرفه جویی کننده در مصرف انرژی اقدام کند. 
  نژاد همچنین عنوان کرد: ما در این دستاورد فناوری را وارد نکرده‌ایم و خودمان همزمان و همگام با پیشرفته‌ترین کشورهای جهان صاحب فناوری شده‌ایم. ما این فناوری را ایجاد کرده‌ایم و به روش خود به بازار عرضه خواهیم کرد. از سوی دیگر، چگالی انرژی مواد تغییر فاز دهنده ی ما (میزان قابلیت ذخیره سازی در واحد حجم) حدود 30 تا 50 درصد بالاتر از چگالی انرژی مواد تغییر فاز دهنده رقبای اروپایی و آمریکایی ماست. 
  در تبیین حوزه‌های اصلی کاربرد این فناوری در صنعت ساختمان گفت: این دستاورد در نمای هوشمند ساختمان موسوم به نمای ساختمانی ابرکامپوزیت (به منظور تأمین آسایش برودتی و حرارتی)، سیستم‌های اطفاء حریق، سیستم‌های هوشمند تأمین سرمایش، سیستم‌های خورشیدی با تمرکز بالا و سیستم‌های تأمین آب گرم مصرف خانگی قابل استفاده و بهره برداری است. 
  گفته رسول نژاد، در همگی این حوزه‌ها به کمک مواد تغییر فاز دهنده و تلفیق آن‌ها با سایر انرژی‌های نو، ضمن رعایت توجیه اقتصادی کاهش قابل ملاحظه در مصرف انرژی به ارمغان آمده است. 
  محقق در توضیح چگونگی عملکرد یکی از محصولات دانش بنیان خود موسوم به نمای ساختمانی سوپر کامپوزیت توضیح داد: در این محصول از ماده تغییر فاز دهنده ی موسوم بهPGSCRCo. PCM24/310 استفاده شده است. مکانیزم عملکرد این ماده تغییر فازدهنده در نمای ساختمان به این صورت است که در نیمه گرم سال هنگامی که حرارت محیط اطراف آن می‌خواهد از دمای پافشاری (24 درجه سلسیوس) بالاتر رود، این ماده به شدت شروع به جذب انرژی موجود کرده، اجازه بالارفتن دما را نمی‌دهد. این انرژی ذخیره شده در نیمه‌های شب و به تدریج در محیط اطراف تخلیه می‌شود. 
  گفته رسول نژاد، در نیمه سرد سال نیز به محض اینکه درجه حرارت بخواهد از 24 درجه سلسیوس پایین‌تر بیاید، انرژی ذخیره شده خود را به محیط اطراف پس می‌دهد تا مانع کاهش دما شود. با تابش خورشید و گرم شدن محیط این ماده مجدداً شارژ می‌شود. 
  اظهار کرد: استفاده از نمای ساختمانی ابرکامپوزیتِ مسلح به مواد تغییر فاز دهنده می‌تواند به لحاظ توجیه اقتصادی از دو دیدگاه مورد توجه قرار گیرد؛ ابتدا از منظر مصرف کننده که بسته به شرایط اقلیمی می‌تواند به طور متوسط منجر به صرفه جویی مصرف انرژی تا 30 درصد شود. همچنین از منظر کلان ملی که در آن علاوه بر هزینه‌های صرفه جویی شده برای کشور به کاهش آلودگی و پیک سایی و افزایش بازده نیروگاه‌ها منجر خواهد شد. 
  گفته این محقق، در حال حاضر در کشور هزینه‌های بسیاری صرف توسعه پست‌های برق، نیروگاه‌های گازی، بخار، سیکل ترکیبی، آبی و سایر صنایع تولید حامل‌های انرژی می‌شود و متاسفانه میزان قابل توجهی از این تولیدات از طریق اسراف در مصرف به هدر می‌رود. 
  گفت: آینده ای را متصور شوید که تمام ساختمان‌های احداثی در کشور به این نما مسلح شوند و درآمد سالانه ناشی از 30 درصد صرفه جویی در مصرف حامل‌های انرژی برای کشور ذخیره شود. 
  نژاد ادامه داد: در این صورت از یک سو نیاز به توسعه نیروگاه‌ها و ... به میزان سابق نیست و از سوی دیگر با توجه به درآمد حاصل از صادرات مازاد انرژی، انتظار اختصاص سوبسید به این دستاورد دور از ذهن نمی‌باشد. بدیهی است پس از سپری شدن دوران بازگشت سرمایه، این طرح منتج به ارز آوری قابل توجهی برای کشور خواهد شد. 
 
 
 [External Link Removed for Guests] 
 [External Link Removed for Guests]
 

[SMH]

hani1459, خیلی ممنون
مطلب جالبی بود اگه ممکنه بیشتر در مورد مواد به کار رفته در تهیه ی این مصالح بفرمایید متشکر میشم و چند منبع معتبر خارجی
با تشکر

[hani1459]

کاهش 30 درصدی انرژی با نمای ساختمانی سوپرکامپوزیت/ توپ انرژی آبگرمکن می شود
پژوهشگران پارک علم و فناوری پردیس با استفاده از مواد هوشمند روشی را در نمای ساختمان به کار بردند که 30 درصد مصرف انرژی را در ساختمان کاهش خواهد داد و علاوه بر آن موفق به ساخت توپ انرژی برای گرم شدن آب شدند.


پیام رسول نژاد- مجری طرح در گفتگو با خبرنگار مهر، مهار، ذخیره و استفاده از انرژی با بهره گیری از منابع تجدید پذیر را مهمترین دغدغه و نیاز روز جامعه جهانی دانست و گفت: تکنولوژی استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (Phase Change Materials) یا (PCM) در رده مباحث انرژی‌های نو طبقه بندی شده و در حال حاضر در دنیا تحقیقات و پژوهش‌های متعددی در مقیاس پایلوت و پایان نامه‌های تحصیلات تکمیلی در دنیا در حال انجام است.
وی با بیان اینکه مواد تغییر فاز دهنده، موادی هوشمند هستند، اظهار داشت: این مواد بر پایه انرژی‌های نهان ذوب و انجماد، مازاد انرژی حرارتی را در زمان عدم نیاز در خود ذخیره کرده و در زمان نیاز دوباره به محیط باز می‌گردانند و با این کار محیط اطراف خود را مجبور می‌کنند که در درجه حرارت معینی موسوم به دمای پافشاری باقی بماند.
رسول نژاد ادامه داد: در این راستا توانسته‌ایم با اختراع و تولید محصولی تجاری سازی شده از طریق بهره گیری از تکنولوژی PCM و تلفیق آن با جدار پیرامونی ساختمان امکان کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها به میزان 30 درصد را فراهم کنیم.
مجر طرح یادآور شد: نمای ساختمانی سوپر کامپوزیت که به عنوان اختراع در اداره ثبت اختراعات و مالکیت‌های صنعتی اظهار شده است، ضمن دارا بودن استحکام و زیبایی در خورِ نمای ساختمان‌ها، ظرفیت صرفه جویی در مصرف انرژی به میزان 1.3 کیلو وات ساعت (معادل 4550 بی تی یو ساعت) در هر متر مربع از نما را دارد.
وی با اشاره به جزئیات این طرح توضیح داد: مکانیزم عملکرد ماده تغییر فاز دهنده در نمای ساختمانی سوپر کامپوزیت به این صورت است که در نیمه گرم سال هنگامی که حرارت محیط اطراف آن می‌خواهد از دمای پافشاری (24 درجه سلسیوس) بالاتر رود، این ماده به شدت شروع به جذب انرژی موجود کرده و اجازه بالا رفتن دما را نمی‌دهد. این انرژی ذخیره شده در نیمه‌های شب و به تدریج در محیط اطراف تخلیه می‌شود و در نیمه سرد سال نیز به محض اینکه درجه حرارت بخواهد از 24 درجه سلسیوس پایین‌تر بیاید، انرژی ذخیره شده در خود را به محیط اطراف پس می‌دهد تا مانع کاهش دما شود. با تابش خورشید و گرم شدن محیط این ماده مجدداً شارژ می‌شود.
   
  استفاده از فناوری هوشمند PCR در نمای ساختمان برای کاهش 30 درصدی انرژی  

به گفته این محقق، چنانچه نمای ساختمانی با 100 مترمربع از سوپر کامپوزیت مسلح به مواد تغییر فاز دهنده پوشیده شود، با صرفه جویی انرژی به میزان 455000 بی تی یو مواجه خواهیم بود و به این معنا است که می‌توان در 5 ساعت از اوج گرمای تابستان از روشن کردن 5 کولرگازی هر یک به ظرفیت 18000 بی تی یو اجتناب ورزید.
رسول نژاد در خصوص هزینه طراحی، ساخت و اجرای نمای ساختمانی سوپر کامپوزیت بر روی ساختمان ها اذعان داشت: بهای واحد هر متر مربع از این نما شامل طراحی، ساخت و اجرا بسته به نوع و میزان پی سی ام مصرفی در آن که منتج به صرفه جویی در مصرف انرژی در رده های مختلف خواهد شد، به نحوی تعیین شده که با سایر نماهای مرسوم ساختمان قابل رقابت است.
مدیر عامل شرکت دانش بنیان و فناور کاشانه سبز پردیس مستقر در پارک فناوری پردیس تولید توپ‌های انرژی را از دیگر محصولات دانش بنیان این فناوری دانست و در این باره توضیح داد: تاکنون استفاده از مواد PCM در سایر دماهای پافشاری نیز در دستور کار این واحد فناور وجود داشته که از آن جمله می‌توان به ساخت توپ‌های انرژی حاوی مواد PCM با دمای پافشاری 60 درجه سانتیگراد برای تامین و تثبیت دمای آب گرم مصرفی در ساختمان و نیز ساخت پک‌های حاوی مواد PCM با دمای پافشاری 90 درجه سانتیگراد جهت اطفاء حریق در ساختمان اشاره کرد.
   
  توپ‌های انرژی که با استفاده از مواد هوشمند PCM آب گرم ساختمان را تامین می‌کند 
   
  کاربرد دیگر مواد هوشمند PCM در خاموش کردن آتش 

وی با اشاره به ضرورت توجه به انرژی‌های تجدید پذیر خاطر نشان کرد: به طور کلی در ایران برخلاف اروپا و آمریکا، برای استفاده از منابع تجدید پذیر در تامین انرژی جز در موارد خاص، به دلیل عدم حذف یارانه‌های حامل‌های انرژی، توجیه اقتصادی وجود ندارد. از این رو با توجه به وجود بنیه سخت افزاری و نرم افزاری در کشور به منظور بهره گیری از انرژی‌های نو لازم است در کشور نیز همانند سایر کشور های پیشرفته دنیا با اتخاذ سیاست‌های صحیح در نیل به گسترش استفاده از این دست نوآوری‌ها گام‌های اساسی برداشته شود.

[External Link Removed for Guests]