Phasenwechsel-Energiespeichertemperatur

Die Grundlage für Latentwärmespeicher sind Phasenwechselmaterialien ([phase change material] PCM - Latentwärmematerial), die zur Wärme-und Kältespeicherung und zur Begrenzung von Temperaturspitzen (Überhitzungsschutz) eingesetzt werden.Durch die Nutzung des Phasenwechsels (fest-flüssig oder flüssig-fest) verfügt das Material über ein hohes

Welche Arten von Phasenwechselmaterialien gibt es?

Jedes Phasen­wechsel­material hat seinen eigenen Schmelzpunkt, und dieser bestimmt, für welche Anwendungsbereiche es verwendet werden kann. Die in Gebäuden verwendeten PCM haben oft einen Schmelzpunkt zwischen 20 und 24 °C. Es gibt zwei Arten von Phasen­wechsel­materialien, die häufig verwendet werden: organische PCM und Salzhydrate.

Wie hoch ist die Volumenänderung bei einem Phasenwechsel?

Bei diesem Phasenwechsel liegt die Volumenänderung in der Regel bei unter 10 % und ist somit technisch zu beherrschen. Die Übergangsenthalpie ist ebenfalls ausreichend hoch. Der Phasenwechsel flüssig – gasförmig ist aufgrund der hohen Volumenänderung nur schwer zu beherrschen und wird daher eher nicht genutzt.

Was ist ein thermischer Energiespeicher?

In diesem Beitrag wird ein thermischer Energiespeicher (TES) auf Basis eines Phasenwechselmaterials (PCM) und Wasser mit einem Energieinhalt von 22 bis 27 kWh abhängig von der maximalen Speichertemperatur von 60 °C vorgestellt. Die Phasenwechselgrenze des PCM liegt bei einer Temperatur von 43 °C.

Was ist der Phasenwechsel beim Schmelzen?

In der technischen Anwendung findet der Phasenwechsel beim Schmelzen nicht bei genau der Phasenwechseltemperatur statt, sondern erstreckt sich über einen Schmelzbereich. Dies ist bedingt durch Unreinheiten und der endlichen Geschwindigkeit bei der Temperaturerhöhung.

Was ist die massenspezifische Energie?

Die dazu benötigte massenspezifische Energie ist die Phasenwechselenthalpie Δh. Diese Energie ist nicht durch einen Temperaturanstieg „spürbar“ und wird als latente Wärme bezeichnet. Die gleiche Phasenwechselenthalpie Δh wird beim Phasenwechsel von flüssig zu fest vom PCM abgegeben.

Was ist der zweite Phasenübergang?

Der zweite Phasenübergang bei 5 bis 15 °C gibt den Fest-flüssig-Phasenübergang wieder. Enthalpie-Temperatur-Diagramm als Resultat einer dynamischen DSC-Messung Bei der Charakterisierung von PCM kann auch die T-History-Methode angewendet werden.