Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Casa » Accumulo di energia termica a calore latente (LHTES)

Accumulo di energia termica a calore latente (LHTES)

1761
  • Joseph Black
Impianto di accumulo di energia termica che utilizza materiali a cambiamento di fase per la regolazione dell'energia.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

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 metodo offre una densità di accumulo di energia molto più elevata rispetto all'accumulo di calore sensibile.

L'LHTES sfrutta il principio secondo cui una sostanza assorbe o rilascia una grande quantità di energia, nota come calore latente (ad esempio, calore di fusione o di vaporizzazione), quando cambia il suo stato fisico. Questo processo avviene a temperatura costante. Il calore totale immagazzinato (Q) in un PCM include sia il calore sensibile che il calore latente: Q = int_{T_i}^{T_m} m C_p dT + m Delta H_m + int_{T_m}^{T_f} m C_p dT, dove m è la massa, C_p è il calore specifico, Delta H_m è il calore latente di fusione e T_m è la temperatura di fusione. Il vantaggio principale è l'elevata densità di energia in un piccolo intervallo di temperatura intorno al punto di transizione di fase. I materiali utilizzati come PCM includono paraffine, idrati di sale e acidi grassi. La scelta del PCM dipende dalla temperatura operativa desiderata. Ad esempio, i sali fusi vengono utilizzati in solare concentrato Le centrali a energia solare a concentrazione (CSP) sono utilizzate per l'accumulo di energia ad alta temperatura, mentre i materiali a cambiamento di fase (PCM) a base di paraffina sono impiegati nei materiali da costruzione per il riscaldamento e il raffreddamento passivo. Le sfide nei sistemi di accumulo di energia termica a bassa temperatura (LHTES) includono la bassa conduttività termica di molti PCM, che può limitare le velocità di carica e scarica, e problemi relativi alla variazione di volume e alla stabilità a lungo termine.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Termodinamica

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • La scoperta di Joseph Black del calore latente e del calore specifico
  • le leggi della termodinamica
  • comprensione delle transizioni di fase nei materiali
  • sviluppo della scienza dei materiali per la creazione e la caratterizzazione dei PCM

Applicazioni

  • centrali solari termiche
  • temperature regulation in buildings (e.g., phase change wallboards)
  • gestione termica dell'elettronica
  • celle frigorifere per il trasporto di alimenti e aria condizionata
  • tessuti stabilizzati alla temperatura

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • microincapsulamento dei pcm per contenerli e aumentare la superficie di trasferimento del calore
  • pcm compositi con schiume di grafite o metallo per migliorare la conduttività termica
  • PCM a forma stabilizzata che mantengono la loro forma anche in fase liquida
  • materiali a cambiamento multifase per lo stoccaggio in un intervallo di temperatura più ampio
  • integrazione di PCM nel calcestruzzo per edifici termicamente massivi
  • fanghi PCM per fluidi termovettori
  • batterie termiche basate su PCM per veicoli elettrici per gestire la temperatura dell'abitacolo e della batteria
  • tessuti intelligenti con microcapsule PCM incorporate per il comfort termico personale
  • criogenico energy storage using liquid air/nitrogen as a pcm
  • sistemi di accumulo termochimico come alternativa più avanzata
Related to: latent heat, accumulo di energia termica, materiale a cambiamento di fase, PCM, calore di fusione, termodinamica, solare termico, sale fuso, densità di energia, temperatura costante.

Contesto storico

Accumulo di energia termica a calore latente (LHTES)

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

Le immagini a grandezza naturale e i download sono disponibili, gratuitamente al 100%, solo per gli utenti registrati.

> Login <