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गुप्त ऊष्मा तापीय ऊर्जा भंडारण (LHTES)

1761
  • Joseph Black
Thermal energy storage facility utilizing phase change materials for energy regulation.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

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 तरीका यह संवेदी ऊष्मा भंडारण की तुलना में कहीं अधिक ऊर्जा भंडारण घनत्व प्रदान करता है।

एलएचटीईएस इस सिद्धांत का उपयोग करता है कि कोई पदार्थ अपनी भौतिक अवस्था में परिवर्तन होने पर बड़ी मात्रा में ऊर्जा अवशोषित या मुक्त करता है, जिसे गुप्त ऊष्मा (जैसे, संलयन या वाष्पीकरण की ऊष्मा) कहा जाता है। यह प्रक्रिया स्थिर तापमान पर होती है। पीसीएम में संग्रहित कुल ऊष्मा ([latex]Q[/latex]) में संवेदी ऊष्मा और गुप्त ऊष्मा दोनों शामिल होती हैं: [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], जहाँ [latex]m[/latex] द्रव्यमान है, [latex]C_p[/latex] विशिष्ट ऊष्मा धारिता है, [latex]Delta H_m[/latex] संलयन की गुप्त ऊष्मा है, और [latex]T_m[/latex] गलनांक है। इसका मुख्य लाभ अवस्था संक्रमण बिंदु के आसपास एक छोटे तापमान अंतराल में उच्च ऊर्जा घनत्व है। पीसीएम के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में पैराफिन मोम, नमक हाइड्रेट और फैटी एसिड शामिल हैं। पीसीएम का चुनाव लक्षित परिचालन तापमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, पिघले हुए लवणों का उपयोग किया जाता है केंद्रित सौर उच्च तापमान भंडारण के लिए विद्युत (सीएसपी) संयंत्रों में पैराफिन-आधारित पीसीएम का उपयोग किया जाता है, जबकि पैराफिन-आधारित पीसीएम का उपयोग भवन निर्माण सामग्री में निष्क्रिय तापन और शीतलन के लिए किया जाता है। एलएचटीईएस में चुनौतियों में कई पीसीएम की कम तापीय चालकता शामिल है, जो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दरों को सीमित कर सकती है, साथ ही आयतन परिवर्तन और दीर्घकालिक स्थिरता से संबंधित समस्याएं भी हैं।

UNESCO Nomenclature: 3322
ऊष्मागतिकी

Type

रासायनिक प्रक्रिया

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • जोसेफ ब्लैक द्वारा गुप्त ऊष्मा और विशिष्ट ऊष्मा की खोज
  • ऊष्मागतिकी के नियम
  • पदार्थों में चरण संक्रमणों की समझ
  • पीसीएम के निर्माण और लक्षण वर्णन के लिए सामग्री विज्ञान का विकास

आवेदन

  • सौर तापीय ऊर्जा संयंत्र
  • temperature regulation in buildings (e.g., phase change wallboards)
  • इलेक्ट्रॉनिक्स का थर्मल प्रबंधन
  • खाद्य परिवहन और वातानुकूलन के लिए शीत भंडारण
  • तापमान-स्थिर वस्त्र

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • पीसीएम को समाहित करने और ऊष्मा स्थानांतरण सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए उनका माइक्रोएनकैप्सुलेशन।
  • तापीय चालकता बढ़ाने के लिए ग्रेफाइट या धातु फोम के साथ मिश्रित पीसीएम
  • आकार-स्थिर पीसीएम जो तरल अवस्था में भी अपना आकार बनाए रखते हैं
  • तापमान की व्यापक सीमा में भंडारण के लिए बहु-चरण-परिवर्तन सामग्री
  • ऊष्मीय रूप से शक्तिशाली इमारतों के लिए कंक्रीट में पीसीएम का एकीकरण
  • ऊष्मा स्थानांतरण तरल पदार्थों के लिए पीसीएम स्लरी
  • इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पीसीएम-आधारित थर्मल बैटरियां जो केबिन और बैटरी के तापमान को नियंत्रित करती हैं
  • व्यक्तिगत तापीय आराम के लिए एम्बेडेड पीसीएम माइक्रो कैप्सूल वाले स्मार्ट वस्त्र
  • क्रायोजेनिक energy storage using liquid air/nitrogen as a pcm
  • थर्मोकेमिकल भंडारण प्रणालियाँ एक अधिक उन्नत विकल्प के रूप में
Related to: latent heat, ऊष्मीय ऊर्जा भंडारण, चरण परिवर्तन सामग्रीपीसीएम, संलयन की ऊष्मा, ऊष्मागतिकी, सौर तापीय, पिघला हुआ नमक, ऊर्जा घनत्व, स्थिर तापमान।

ऐतिहासिक संदर्भ

गुप्त ऊष्मा तापीय ऊर्जा भंडारण (LHTES)

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

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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