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Quellen-NachweisPCM
Wasserbett Klimasoft
Wasserbett
Klimasoft
Prospekt Klimasoft /
Original-Bilder
Handwärmer mit PCM /
Natrium-Acetat
Technische Details zu PCMPCM Links /
Quellen-Nachweis
Querschnitt Klimasoft-Matratzenbezug
1.
atmungsaktives Jersey-Doppeltuch - schnell trocknender Feuchtigkeitstransport
2. reine Tussah-Seide 250 g /m2
3.
Outlast®-PCM [Phase Change Material]
4.
flauschige Endlos-Hohlfasern [Dacron]
5. anpassungsfähige
Soft-Schaum-Einlage
6. braunes Lutrasil-Abschlussvlies
7. flexibles
Faltgelenk
8. schwarzes Gleitnetz
Wasserbett-Wärmesystem und Klimasoft-Bezug ergänzen sich
optimal. Das Wärmesystem legt die Basis für einen guten Schlaf,
die konstante Wohlfühl- Temperatur, die je nach Saison bei ca. 27_30
°C liegt und sich nachts nicht verändert. Der Klimasoft-Bezug gleicht
die im Schlaf auftretenden zu hohen und zu tiefen Körper-Temperaturen
(obere und untere Temperatur- Spitzen) automatisch aus. 
Bild: Paraffin-Wachsmoleküle aus Raster-Mikroskop
Die Klima-Funktion nützt sich nicht ab, ist verschleissfrei und kann sich dadurch Nacht für Nacht endlos wiederholen. Der Antrieb und Auslöser des Vorgangs ist jeweils die ansteigende (zu hohe) Körper-Temperatur. Die Wirkung hält mehrere Stunden an und beginnt bei leichten Körperverlagerungen jeweils von neuem. Das permanent in einer Schaumschicht eingelagerte PCM wird automatisch wieder fest und gibt die gespeicherte Wärme dabei langsam an das Bett- Klima ab. Die verwendeten Paraffinkapseln sind natürlichen Ursprungs und haben sich auch in Kleidungsstücken bewährt.
Gemessene, typische
Temperatur-Kurven zwischen Bett und Duvet
Mit PCM: Ideal-Klima, ruhiger,
erholsamer Schlaf
Ohne PCM: Oft zu warm, unruhig, teilweise abgedeckt
Es handelt sich um ein bekanntes, rein physikalisches Prinzip. Schmelzen und Verfestigen von Materialien [so genannter Wechsel des Aggregatzustandes] benötigt riesige Energiemengen, ohne dass sich die Temperatur massgeblich verändert. Will man zum Beispiel Eis bei 0 °C zu Wasser von 0 °C schmelzen, benötigt man die gleiche Energiemenge, wie wenn das Wasser von 0 °C auf 80 °C erhitzt werden soll. Im Klimasoft werden Mikrokapseln auf Paraffinbasis verwendet. Die Energieaufnahme dieser wachsähnlichen Paraffine, die bei 32 - 37 °C gestaffelt zu schmelzen beginnen, ist dreimal so hoch wie die von Wasser.
Der PCM-Effekt = die latente
Phase
Latente Phase = grosse Energie-Aufnahme /
-Abgabe ohne Temperatur-Veränderung die in beiden Temperatur-Richtungen
funktioniert (verfestigen und verflüssigen).
Die Energie wird
benötigt um das Molekular-Gitter von fest auf
flüssig aufzusprengen bzw. die Wärme wird beim erstarren von
flüssig auf fest wieder frei.
Durch die latente Phase sind z.B.
auch Eiswürfel sehr effiziente Kühl-Objekte. Sie müssen durch
grosse Energiemengen zum Schmelzen "gezwungen" werden und kühlen so ein
Getränk etc.
Gitter-Energie
Erklärung
Bild
Gitter-Energie
Die Temperatur steigt während der
latenten Phase nicht an. Wird die latente Phase durch den Einsatz spezieller
genau in den richtigen Temperaturbereich (32 - 37°C) designten Paraffine
gelegt, wird ein Schwitzen und Unbehagen verhindert.
Energie-Absorbtion
während des Schmelzvorgangs, Temperatur steigt erst wenn die vorhandene
PCM-Menge vollständig geschmolzen ist.
EMPA-Prüfung von PCM
Die EMPA, Eidgenössische
Materialprüfungs und Forschungsanstalt in St. Gallen, bestätigt durch
eigene, wissenschaftliche Untersuchungen die positive Eigenschaft von PCM.
Gemäss EMPA wird der Wärme- und Feuchtigkeitshaushalt im Bett
deutlich verbessert.
EMPA-Bericht zur Verwendung von PCM (Resultate in
Bekleidung)
Tecnische Details zu PCM
Die latente Wärmespeicherung
http://www.rubitherm.com/deutsch/pages/04a_waermespeicherung.htm
Phasenwechsel
Führt
man einem festen PCM Wärme zu, so beginnt dieses bei Erreichen seiner
Schmelztemperatur seinen Aggregatzustand von fest nach flüssig zu
ändern. Während dieses Phasenwechsels absorbiert das PCM eine
bestimmte Wärmemenge, die sogenannte Schmelzwärme. Da sich hierbei
die Temperatur des PCMs trotz Wärmezufuhr nicht ändert, spricht man
auch von latenter (versteckter) Wärme. Gleichermaßen wird im
umgekehrten Phasenwechsel, von flüssig nach fest, die gespeicherte
Latentwärme wieder bei konstanten Temperaturen abgegeben.
Vorteile latenter Wärme
Viele
Wärmespeicher wie z. B. der klassische Warmwasserspeicher nutzen nur die
sogenannte sensible Wärme, d. h. die durch eine Temperaturänderung
fühlbare Wärme. Die Wärmekapazität eines solchen Speichers
kann durch die folgende Gleichung bestimmt werden: Q = m · cp ·
delta T
Wasser als PCM
Eines
der bekanntesten PCMs ist Wasser. Es ist preiswert, steht in großen
Mengen zur Verfügung, ist ökologisch völlig unbedenklich und hat
ausgezeichnete Latentwärmeeigenschaften: in der Schmelzwärme von 1 kg
Eis steckt z. B. die gleiche Wärmemenge, die benötigt wird, um
dieselbe Menge Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erwärmen.
Da
der Phasenwechsel von Wasser (fest/flüssig und
flüssig/gasförmig) bei 0 °C bzw. 100 °C stattfindet, ist es
nicht immer das optimale PCM, vor allem, wenn es sich um thermische Anwendungen
auf einem anderen Temperaturniveau und mit geringen
Arbeitstemperaturdifferenzen handelt. Es gibt eine Serie von PCMs, die auf
speziellen Wärmeparaffinen unterschiedlicher C-Kettenlängen
(n-Paraffine, natürliche und Fischer-Tropsch Paraffine) basieren, und
deren Schmelztemperaturen zwischen ca. 5 °C und 110 °C liegen.
Struktur
Paraffin
stellt eine Sammel-bezeichnung für gesättigte
Kohlenwasserstoffgemische dar, die hauptsächlich aus Erdöl gewonnen
werden und ein Nebenprodukt der Schmieröl-herstellung sind. Paraffine
werden auch als Wachse bezeichnet. Paraffine sind organische Stoffe; nach der
Raffination sind sie geruchlos, geschmacklos und ungiftig. Es werden
Normal-paraffine und Isoparaffine unterschieden. Normalparaffine sind einfache,
langgestreckte Ketten. Isoparaffine haben von einer langen Grundkette
verzweigende Äste. Für wärmetechnische Anwendungen kommen
überwiegend Normalparaffine zum Einsatz. Die chemische Summenformel
für Paraffin lautet: CnH2n+2.
Wärmespeicherkapazität
Der Vorteil
eines PCMs liegt in der Nutzung der latenten Wärme
während des Phasenwechsels.
Ein geringerer, aber nicht zu
vernachlässigender Teil, wird als sogenannte sensible (fühlbare)
Wärme gespeichert. Daher sollte ein PCM auch gleichzeitig über eine
hohe spez. Wärmespeicherkapazität verfügen. Die spez.
Wärmekapazität von Wärmeparaffinen liegt bei etwa 2,1
kJ/(kg·K). Zusammen mit der Schmelzenthalpie von 180 bis 230 kJ/kg
ergeben sich für organische Stoffe sehr gute
Wärmespeichereigenschaften.
Ökologie
In den letzten Jahren hat sich
das Umweltbewusstsein der Menschen sehr stark gewandelt und die Kunden schauen
vermehrt auch auf die ökologischen Eigenschaften eines Produktes.
Wärmeparaffine sind ökologisch unbedenkliche Stoffe und nicht
wassergefährdend gemäß Anhang I VwVws (KBwS-Liste, Kenn-Nr.
268), ehemals Wassergefährdungsklasse 0. Sie sind weder toxisch noch
gesundheitsschädlich. Sie sind recycelbar und biologisch abbaubar.
Vollraffinierte Paraffine entsprechen den deutschen (BgVV) und amerikanischen
(FDA) Reinheitsvorschriften für Produkte, die mit Lebensmitteln in Kontakt
kommen. Aus den genannten Gründen werden sie auch in der
Lebensmittelindustrie (z. B. als Käseumhüllung rote "Babybel" etc.)
oder als Grundmaterial für Cremes und Salben eingesetzt.
Einbettung in
Stützstruktur
Gebundene PCMs werden in ein
Trägermaterial (Klimasoft: ca. 4mm dicker hydrophiler flexibler
Schaumträger) mit kapillarer Struktur eine Mischung aus Paraffin und
bestimmten Additiven eingebettet und sind darin völlig homogen verteilt.
Die verwendeten Additive bilden hierbei eine Art Netzstruktur aus und werden
speziell auf das Trägermaterial und den Paraffintyp abgestimmt.
Wesentlich für die Speicherfähigkeit des gebundenen PCMs ist
ferner, dass durch das Trägermaterial und die Additive die
Kristallstruktur des Paraffins nicht geändert wird.
Funktion und Vorteile
Erreicht das
PCM seine Schmelztemperatur, so beginnt es innerhalb des Trägermaterials
zu schmelzen. Die Kapillarkräfte des Trägermaterials und die Additive
sorgen dafür, dass das Paraffin in der Flüssigphase nicht aus dem
Trägermaterial austreten kann und man stets mit einem
„trockenen“ Speichermaterial arbeitet. Freie Räume in den
gebundenen PCMs sorgen ferner dafür, dass auch die Volumenänderung
während des Phasenwechsels vom Trägermaterial aufgenommen wird. Alle
gebundenen PCMs behalten während des gesamten Phasenwechsels ihre
Stabilität und haben somit eine zusätzliche Stützfunktion. Die
effektive Wärmeübertragung wird in jedem Fall durch eine große
spezifische Oberfläche garantiert.
PCM Links /
Quellen-Nachweis
Outlast-PCM-Technologie
http://www.outlast.com/index.php?id=71&L=1
EMPA-Bericht zur Verwendung von PCM (Resultate in
Bekleidung)
PCM Wärmespeicherung
http://www.rubitherm.com/deutsch/pages/04a_waermespeicherung.htm
PCM Paraffine
http://www.rubitherm.com/deutsch/pages/04b_paraffine.htm
PCM in Kleidern
http://www.hucke.com/johnslim/de/aktuelles/00_07-comfortemp.htm
PCM
in Kleidern 01.99
http://tagesanzeiger.ch/archiv/99januar/990108/257594.HTM /
Intra-Link dieser
Seite
Interaktive Stoffe / Erklärung
http://www.taubert.com/Interaktiver-stoff.htm
Erklärung latente Wärmespeicherung / PCM-Links (english)
http://freespace.virgin.net/m.eckert/
Frisby (english)
http://www.thermasorb.com/technical.html
Englische PCM-Links
PCM Properties
Organic Compounds Database
ODD Ivar Levik Hydrates Page
PCM Incorporated Into Textiles
Frisby Technologies
Outlast
Clothing
The Use of PCM To Control Body Temperature
Glazier Tek Inc
Coolsport Body Cooling/Heating
Vests
Microclimate Systems
Inc
Other Applications For PCM
Vacuum Insulated Automotive
Catalytic Converter
Southeastern
Medical
Thermo-Pad
PCM Energy
Storage System Manufacturers
RUBITHERM
GmbH
PCM Thermal
Solutions
TEAP Thermal
Energy
PCM For Heat or Coolth Storage
Underfloor Heating System Using PCM
PCM’s
For Cooling and Solar Heat Storage
Thermal
Energy Storage
Thermal
Management of Outdoor Enclosures
