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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)

Calore latente accumulo di energia termica I sistemi LHTES (Low Heat Transfer Energy) immagazzinano energia termica utilizzando il cambiamento di fase di un materiale (PCM), come la fusione da solido a liquido. L'energia viene immagazzinata a una temperatura pressoché costante durante la transizione di fase. La quantità di energia immagazzinata è il calore latente di fusione. 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 vaporizzazione), quando cambia il suo stato fisico. Questo processo avviene a temperatura costante. Il calore totale immagazzinato ([latex]Q[/latex]) in un PCM comprende sia il calore sensibile che il calore latente: [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], dove [latex]m[/latex] è la massa, [latex]C_p[/latex] è la capacità termica specifica, [latex]Delta H_m[/latex] è il calore latente di fusione e [latex]T_m[/latex] è la temperatura di fusione. Il vantaggio principale è l'alta densità di energia in un piccolo intervallo di temperatura intorno al punto di transizione di fase. I materiali utilizzati come PCM includono cere di paraffina, sali idrati e acidi grassi. La scelta del PCM dipende dalla temperatura di esercizio desiderata. Ad esempio, i sali fusi sono utilizzati negli impianti a energia solare concentrata (CSP) per lo stoccaggio ad alta temperatura, mentre i PCM a base di paraffina sono utilizzati nei materiali da costruzione per il riscaldamento e il raffreddamento passivo. Le sfide dell'LHTES includono la bassa conducibilità termica di molti PCM, che può limitare le velocità di carica e scarica, e i problemi legati 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
  • regolazione della temperatura negli edifici (ad esempio, pannelli di rivestimento a cambiamento di fase)
  • gestione termica dell'elettronica
  • celle frigorifere per il trasporto di alimenti e aria condizionata
  • tessuti stabilizzati alla temperatura

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Correlato a: calore latente, accumulo di energia termica, materiale a cambiamento di fase, PCM, calore di fusione, termodinamica, solare termico, sale fuso, densità energetica, temperatura costante.

Contesto storico

Accumulo di energia termica a calore latente (LHTES)

-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
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-250
-500
1750
1788
1834
1850
1850
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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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