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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)

潜熱 熱エネルギー貯蔵 (LHTES)システムは、固体から液体への融解など、材料(PCM)の相変化を利用して熱エネルギーを蓄えます。相転移の間、エネルギーはほぼ一定の温度で蓄えられます。蓄えられるエネルギー量は融解熱です。 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 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
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
  • 建物の温度調節(例:相変化壁板)
  • 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

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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.

歴史的背景

潜熱蓄熱(LHTES)

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1788
1834
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(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。)

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