¿Cómo pueden usarse los materiales de cambio de fase en sistemas precisos de control de temperatura?

De manera muy simple, encuentra una sustancia o mezcla que cambia de fase a la temperatura que desea alcanzar. Si está apuntando a cero centígrados, entonces es simple: usa agua congelada. Mientras el hielo se derrita, se mantendrá a esa temperatura. Una vez que el hielo se haya ido, debe volver a congelarlo o agregar más. Puede ir un poco más frío agregando solutos al agua (cuando disuelve algo que riega, disminuye el punto de congelación).

Si desea una temperatura más alta, necesita encontrar algo más. Hay compañías que usan mezclas de hidrocarburos cerosos para ajustar el punto de fusión. Una aplicación común es hacer un paquete que se derrita un poco más frío que la temperatura corporal humana, para que estos paquetes puedan mantener baja la temperatura corporal. Desafortunadamente, muy pocos materiales pueden absorber tanta energía como el agua al derretirse, por lo que no duran tanto como lo haría el hielo, pero puede ajustar la temperatura a casi todo lo que desee, si tiene la mezcla correcta de materiales.

Un material de cambio de fase tiene la capacidad de almacenar y liberar gran cantidad de calor / energía mientras se mantiene una temperatura constante. A diferencia de otros materiales aislantes, el material de cambio de fase al alcanzar su punto de fusión, absorbe gran cantidad de calor y libera su calor latente almacenado con solidificación. También se conocen como materiales de almacenamiento térmico latente. Uno puede integrar materiales de cambio de fase con sistemas mecánicos existentes con controles y monitor para un control preciso de la temperatura.

El cambio de fase se utiliza en al menos los 4 sistemas de enfriamiento más comunes que incluyen
1. Torres de enfriamiento por evaporación en plantas de energía eléctrica.
2. Freón o sus variantes más recientes utilizadas en aires acondicionados para el hogar y automóviles y también en refrigeradores.
3. Amoníaco: sistemas de refrigeración por absorción de H2
4. Sistemas de aire acondicionado de absorción de bromuro de litio comunes en edificios de oficinas.
La precisión no proviene del tipo de refrigeración, sino de la elección y ubicación adecuadas de los sensores y de la configuración de ganancia y banda muerta del controlador. Los sistemas domésticos convencionales tienen una banda inactiva de 2F a 4F para evitar ciclos constantes, lo que es más difícil para el sistema y los ocupantes que deben escuchar cambios de nivel de sonido más frecuentes si la banda muerta es más ajustada. Para un banco de laboratorio o una aplicación de control de procesos industriales, el controlador se puede configurar según sea necesario. He utilizado un controlador PID autoajustable (no un dispositivo de cambio de fase) para mantener constante la temperatura de un sistema de curado epoxi a una fracción de grado C a 150 ° C. Mi consejo es que ponga su esfuerzo y dinero en el controlador y los sensores.

Si tiene un baño de agua helada y la carga de calor no es demasiado alta ni demasiado variable, puede mantener su parte cerca de 0 ° C con bastante precisión.

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