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Almacenamiento de energía térmica por calor latente (LHTES)

1761
  • Joseph Black
Instalación de almacenamiento de energía térmica que utiliza materiales de cambio de fase para regular la energía.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Calor latente almacenamiento de energía térmica Los sistemas LHTES almacenan energía térmica utilizando el cambio de fase de un material (PCM), como la fusión de sólido a líquido. La energía se almacena a una temperatura casi constante durante la transición de fase. La cantidad de energía almacenada es el calor de fusión. método Ofrece una densidad de almacenamiento de energía mucho mayor que el almacenamiento de calor sensible.

LHTES leverages the principle that a substance absorbs or releases a large amount of energy, known as latent heat (e.g., heat of fusion or vaporization), when it changes its physical state. This process occurs at a constant temperature. The total heat stored ([latex]Q[/latex]) in a PCM includes both sensible heat and latent heat: [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], where [latex]m[/latex] is the mass, [latex]C_p[/latex] is the specific heat capacity, [latex]Delta H_m[/latex] is the latent heat of fusion, and [latex]T_m[/latex] is the melting temperature. The key advantage is the high energy density within a small temperature range around the phase transition point. Materials used as PCMs include paraffin waxes, salt hydrates, and fatty acids. The choice of PCM depends on the target operating temperature. For example, molten salts are used in concentrated solar power (CSP) plants for high-temperature storage, while paraffin-based PCMs are used in building materials for passive heating and cooling. Challenges in LHTES include the low thermal conductivity of many PCMs, which can limit charging and discharging rates, and issues with volume change and long-term stability.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Termodinámica

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • El descubrimiento de Joseph Black sobre el calor latente y el calor específico.
  • las leyes de la termodinámica
  • Comprensión de las transiciones de fase en los materiales
  • Desarrollo de la ciencia de los materiales para la creación y caracterización de PCM

Aplicaciones

  • plantas de energía solar térmica
  • Regulación de la temperatura en edificios (por ejemplo, paneles de yeso con cambio de fase)
  • gestión térmica de la electrónica
  • Almacenamiento frigorífico para transporte de alimentos y aire acondicionado.
  • textiles estabilizados por temperatura

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Related to: latent heat, thermal energy storage, phase change material, PCM, heat of fusion, thermodynamics, solar thermal, molten salt, energy density, constant temperature.

Contexto histórico

Almacenamiento de energía térmica por calor latente (LHTES)

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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

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