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潜熱蓄熱(LHTES)

1761
  • Joseph Black
エネルギー調整のための相変化材料を利用した熱エネルギー貯蔵施設。.

(画像はイメージです)

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 方法 顕熱蓄熱よりもはるかに高いエネルギー貯蔵密度を提供する。

LHTESは、物質が物理状態を変化させる際に、潜熱(例えば、融解熱や蒸発熱)として知られる大量のエネルギーを吸収または放出するという原理を利用しています。このプロセスは一定温度で行われます。PCMに蓄えられる総熱量([latex]Q[/latex])には顕熱と潜熱の両方が含まれます。[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]、ここで[latex]m[/latex]は質量、[latex]C_p[/latex]は比熱容量、[latex]Delta H_m[/latex]は融解潜熱、[latex]T_m[/latex]は融解温度です。主な利点は、相転移点付近の狭い温度範囲内で高いエネルギー密度が得られることです。 PCMとして使用される材料には、パラフィンワックス、塩水和物、脂肪酸などがあります。PCMの選択は、目標動作温度によって異なります。たとえば、溶融塩は、 集光型太陽光 高温蓄熱には集光型太陽熱発電(CSP)プラントが利用され、パラフィン系PCMは建材のパッシブ暖房・冷房に用いられています。LHTESにおける課題としては、多くのPCMの熱伝導率が低いため、充放電速度が制限されること、体積変化や長期安定性に関する問題などが挙げられます。

UNESCO Nomenclature: 3322
熱力学

タイプ

化学プロセス

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ジョセフ・ブラックによる潜熱と比熱の発見
  • 熱力学の法則
  • 材料における相転移の理解
  • PCMの作製と特性評価のための材料科学の開発

アプリケーション

  • 太陽熱発電所
  • temperature regulation in buildings (e.g., phase change wallboards)
  • 電子機器の熱管理
  • 食品輸送および空調のための冷蔵保管
  • 温度安定化繊維

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • microencapsulation of pcms to contain them and increase heat transfer surface area
  • composite pcms with graphite or metal foams to enhance thermal conductivity
  • shape-stabilized pcms that retain their form even in the liquid phase
  • multi-phase-change materials for storage over a wider temperature range
  • integration of pcms into concrete for thermally massive buildings
  • pcm slurries for heat transfer fluids
  • pcm-based thermal batteries for electric vehicles to manage cabin and battery temperature
  • smart textiles with embedded pcm microcapsules for personal thermal comfort
  • 極低温 energy storage using liquid air/nitrogen as a pcm
  • thermochemical storage systems as a more advanced alternative
Related to: latent heat, 熱エネルギー貯蔵, 相変化材料PCM、融解熱、熱力学、太陽熱、溶融塩、エネルギー密度、定温。

歴史的背景

潜熱蓄熱(LHTES)

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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