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I. Einleitung II. Theorie & PraxisIII. Anwendung & Ausblick.

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Präsentation zum Thema: "I. Einleitung II. Theorie & PraxisIII. Anwendung & Ausblick."—  Präsentation transkript:

1 I. Einleitung II. Theorie & PraxisIII. Anwendung & Ausblick

2 I. Einleitung II. Theorie & PraxisIII. Anwendung & Ausblick

3 Latentwärmespeicher I. Theorie & Praxis II. Anwendungen & Ausblick Wie funktioniert´s? Materialanforderungen Klassifizierung Problematik und Lösungsansätze Konkrete Beispiele

4 Wärmekapazität [J/cm 3 ] Temperatur [°C] Wasser PCM 72 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Theoretische Grundlagen III. Anwendung & Ausblick Sensible Wärme Latente Wärme Phase change materials

5 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Materialanforderungen III. Anwendung & Ausblick Anforderungen an das Material Überhitzung Schmelz- & Erstarrungsverhalten Wärmeleitfähigkeit Dichte Spezifische Wärme I. Physikalische Anforderungen II. Technische Anforderungen III. Ökologie & Wirtschaft Korrosivität Zyklenstabilität Umwelt und Recycling Toxikologie Preis

6 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Klassifizierung III. Anwendung & Ausblick Arten von PCMs I. Eutektische Wasser-Salz-Lösungen II. Organische PCMs Paraffine Zuckeralkohole CH 2 OH OH H H Erythritol CH 2 OH OH H H Mannitol HO H H CH 2 OH OH H H Sorbitol HO OH H H

7 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Klassifizierung III. Anwendung & Ausblick Arten von PCMs I. Eutektische Wasser-Salz-Lösungen II. Organische PCMs III. Salzhydrate Paraffine Zuckeralkohole z.B. CaCl 2 6H 2 O27 °C Na 2 SO 4 10H 2 O 32 °C CH 3 COONa 3H 2 O 58 °C Mg(NO 3 ) 2 6H 2 O/Li(NO 3 ) Ba(OH) 2 8H 2 O 72 °C 78 °C

8 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Klassifizierung III. Anwendung & Ausblick Vergleich verschiedener Speichermedien Schmelzpunkt [°C] E n e r g i e d i c h t e [KJ] H2OH2O Paraffin C 18 D-Sorbitol D-Mannitol Mg(NO 3 ) 2 * 6H 2 O CH 3 COONa * 3H 2 O Ba(OH) 2 * 8H 2 O

9 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Problematik III. Anwendung & Ausblick Probleme im Einsatz von PCMs Inkongruentes Schmelzen: Trennung aufgrund verschiedender Dichten Schlechte oder behinderte Rückbildung zum Edukt Bildung eines Bodensatzes Verpackung T [°C] x = 6 x = 4 x = 2 CaCl 2 6H 2 O Gew.-% Prozent H 2 O Phasendiagramm von CaCl 2 6H 2 O

10 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Lösungen III. Anwendung & Ausblick Lösungsansätze 1. Zugabe zusätzlichen Wassers Entladung: CH 3 COO - +Na + CH 3 COONa 3H 2 O H < 0 Beladung: 1. CH 3 COONa 3H 2 O CH 3 COONa + 3 H 2 O H > 0 2. CH 3 COONa + H 2 O CH 3 COO - + Na + T

11 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Lösungen III. Anwendung & Ausblick Lösungsansätze 1. Zugabe zusätzlichen Wassers 2. Verkapselung des Speichermediums Konventionelle Behälter Geschlossenporige Matrix Mikroverkapselung

12 I. Einleitung II. Theorie & Praxis Konkrete Beispiele III. Anwendung & Ausblick Vergleichende Betrachtung inkongruentkongruent mehrstufig; Veinstufig; kein V 1,26 J/gK1,40 J/gK 2,07(s)–1,93(l) g/cm 3 1,61(s) –1,59 (l) g/cm 3 alkalisch/ätzendneutral ~ 280 J/g~ 182 J/g Schmelzwärme Bewertungskriterien Ba(OH) 2 8H 2 O Mg(NO 3 ) 2 6H 2 O/Li(NO 3 ) Schmelzverhalten Erstarrungsverhalten Spez. Wärmekapazität Dichte Reaktivität Reaktion/Toxikologie/ Umwelt Speicherbehälter Stahl/KupferAluminium giftig/schädlich Therapie/Düngemittel

13 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche

14 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche Automobil PCM 72 von Merck im 5er BMW Schmelzpunkt 72 °C Eingebunden in den Kühlwasserkreislauf Bereitstellung der Wärme 2d bei bis zu –20°C

15 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche Baumaterialien Beladung durch Sonneneinstrahlung Wärmeabgabe bei Temperaturerniedrigung in der Nacht Luftspalt Abdeckplatte aus Gipskarton Gipskartonplatte mit PCM Wärme- dämmung Wetterschutz Mauerwerk

16 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche Fußbodenheizung GR 40 von Rubitherm ® spart 50% einer Estrichschichtdicke ein Temperaturkonstanz durch Paraffin Trockene und schnelle Verlegung Wärmedämmung Heizregister Speichergranulat Trockenestrich FlieseParkettTeppich

17 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche Heizung & Warmwasser Pumpe PCM Speicherung der Wärme aus Solaranlagen Latentwärmespeicher bieten geringeres Volumen und einen erhöhten Wirkungsgrad gegenüber Wasserspeichern

18 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche Catering Elektrische Heizsysteme nicht immer einsetzbar Schmelzpunkt bei 80 bis 90°C

19 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche Elektronik Einsatz als Wärmespeicher während Temperaturpeaks Abgabe der Wärme über Kühlrippen in Erholungsphasen

20 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche Textilien Paraffine, die in einzelne Schichten eingearbeitet sind Aufladen durch Sonne oder Bewegung, Entladung bei Temperaturabfall Geeigneter Einsatz im Extremitätenbereich

21 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Entwicklungstendenz Produktangebot bei Rubitherm ® Produkt- Produkt-Schmelz-Speicher- bezeichnung anzahlpunkt [°C]kapazität [kJ/kg] GR (Granulat)3 28; 43; 79 72; 63; 71 RT (Paraffin) 17-3 bis bis 214 PX (Pulver)4 28; 43; 53; 79112; 96; 103; 99 FB (Platten) 3 43; 55; ; 135; 132 PK (Paraffin) !NEU! 41 bis 100 ???

22 I. EinleitungII. Theorie & Praxis III. Anwendung & Ausblick Einsatzbereiche


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