Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Heim » Latentwärmespeicherung (LHTES)

Latentwärmespeicherung (LHTES)

1761
  • Joseph Black
Thermische Energiespeicher, die Phasenwechselmaterialien zur Energieregulierung nutzen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Latent heat thermal energy storage (LHTES) systems store thermal energy by utilizing the phase change of a material (PCM), such as melting from solid to liquid. Energy is stored at a nearly constant temperature during the phase transition. The amount of energy stored is the heat of fusion. This Verfahren bietet eine wesentlich höhere Energiespeicherdichte als die Speicherung von fühlbarer Wärme.

LHTES macht sich das Prinzip zunutze, dass eine Substanz eine große Menge an Energie, bekannt als latente Wärme (z. B. Schmelz- oder Verdampfungswärme), absorbiert oder freisetzt, wenn sie ihren physikalischen Zustand ändert. Dieser Prozess findet bei einer konstanten Temperatur statt. Die in einem PCM gespeicherte Gesamtwärme ([latex]Q[/latex]) umfasst sowohl die fühlbare Wärme als auch die latente Wärme: [latex]Q = int_{T_i}^{T_m} m C_p dT + m Delta H_m + int_{T_m}^{T_f} m C_p dT[/latex], wobei [latex]m[/latex] die Masse, [latex]C_p[/latex] die spezifische Wärmekapazität, [latex]Delta H_m[/latex] die latente Schmelzwärme und [latex]T_m[/latex] die Schmelztemperatur ist. Der entscheidende Vorteil ist die hohe Energiedichte innerhalb eines kleinen Temperaturbereichs um den Phasenübergangspunkt. Zu den als PCM verwendeten Materialien gehören Paraffine, Salzhydrate und Fettsäuren. Die Wahl des PCM hängt von der angestrebten Betriebstemperatur ab. Geschmolzene Salze werden zum Beispiel verwendet in konzentrierte Sonnenenergie Kraftwerke (CSP) zur Hochtemperaturspeicherung, während PCM auf Paraffinbasis in Baumaterialien zum passiven Heizen und Kühlen verwendet werden. Zu den Herausforderungen bei LHTES gehören die geringe Wärmeleitfähigkeit vieler PCMs, die die Lade- und Entladeraten begrenzen kann, sowie Probleme mit Volumenänderungen und Langzeitstabilität.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Thermodynamik

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Joseph Blacks Entdeckung der latenten Wärme und der spezifischen Wärme
  • die Gesetze der Thermodynamik
  • Verständnis von Phasenübergängen in Materialien
  • Entwicklung der Materialwissenschaften zur Herstellung und Charakterisierung von PCMs

Anwendungen

  • Solarthermische Kraftwerke
  • temperature regulation in buildings (e.g., phase change wallboards)
  • Wärmemanagement der Elektronik
  • Kühllager für Lebensmitteltransport und Klimatisierung
  • temperaturstabilisierte Textilien

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Mikroverkapselung von PCMs, um sie einzuschließen und die Wärmeübertragungsoberfläche zu vergrößern
  • Verbund-PCMs mit Graphit- oder Metallschäumen zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit
  • formstabilisierte PCMs, die auch in der flüssigen Phase ihre Form behalten
  • Mehrphasenwechselmaterialien zur Speicherung über einen größeren Temperaturbereich
  • Integration von PCM in Beton für thermisch massive Gebäude
  • PCM-Schlämme für Wärmeträgerflüssigkeiten
  • PCM-basierte Thermobatterien für Elektrofahrzeuge zur Regelung der Kabinen- und Batterietemperatur
  • Intelligente Textilien mit eingebetteten PCM-Mikrokapseln für persönlichen Wärmekomfort
  • kryogen energy storage using liquid air/nitrogen as a pcm
  • thermochemische Speichersysteme als fortschrittlichere Alternative
Related to: latent heat, thermische Energiespeicherung, PhasenwechselmaterialPCM, Schmelzwärme, Thermodynamik, Solarthermie, Salzschmelze, Energiedichte, konstante Temperatur.

Historischer Kontext

Latentwärmespeicherung (LHTES)

-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850
-250
-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

Bilder in voller Größe und Downloads sind nur für registrierte Mitglieder 100% kostenlos verfügbar.

> Login <