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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

8. Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Phasenwechselmaterialien

verfasst von : Johannes Goeke

Erschienen in: Thermische Energiespeicher in der Gebäudetechnik

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die technische Weiterentwicklung der Speichertechnik mit Phasenwechselmaterialien war in den letzten Entwicklungsperioden auch immer von starken Bemühungen begleitet, die geringe Wärmeleitfähigkeit der Phasenwechselmaterialien durch Zusätze anderer Materialien zu erhöhen, da die Wärmeleitfähigkeit des Speichermaterials von außerordentlicher Bedeutung ist [1–23]. Es ist nicht trivial, die Wärme vom Wärmeübertrager zur kältesten Stelle im Speicher in einer angemessenen Geschwindigkeit zu transportieren. Dies wird thermodynamisch auch als Lade bzw. Entladedynamik bezeichnet. Der Transport geschieht in der Hauptsache durch Wärmekonvektion und Wärmeleitung. Im Fall von Flüssigkeiten wird die Wärmeübertragung durch die Konvektion unterstützt. Dort jedoch, wo ein Phasenwechsel stattfindet und das PCM erstarrt bzw. kristallisiert, bleibt die Wärmeübertragung auf die Wärmeleitung beschränkt. Da die Phasenwechselmaterialien eine schlechte Wärmeleitung besitzen, ist es in vielen Fällen erforderlich, die Entladedynamik durch Zusätze zum Phasenwechselmaterial zu verbessern.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Acem, Z., Lopez, J., Dei Barrio, E. P., KN03/NaN03 – Graphite materials for thermal energy storage at high temperature: Teil 1. Elaboration methods and thermal properties, Applied Thermal Engineering, 30/13 (2010), S. 1580–1585 CrossRef Acem, Z., Lopez, J., Dei Barrio, E. P., KN03/NaN03 – Graphite materials for thermal energy storage at high temperature: Teil 1. Elaboration methods and thermal properties, Applied Thermal Engineering, 30/13 (2010), S. 1580–1585 CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Cai, Y., Gao, C., et al., Influences of expanded graphite on structural morphology and thermal performance of composite phase change materials, Renewable Energy, 57 (2013), S. 163–170 CrossRef Cai, Y., Gao, C., et al., Influences of expanded graphite on structural morphology and thermal performance of composite phase change materials, Renewable Energy, 57 (2013), S. 163–170 CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Ebert, H.P., et al., PCM-Demoprojekt I – Abschlussbericht, ZAE-Würzburg, BMWI-FKZ: 0327370 U (2008), ISBN 978-3-00024699-9 Ebert, H.P., et al., PCM-Demoprojekt I – Abschlussbericht, ZAE-Würzburg, BMWI-FKZ: 0327370 U (2008), ISBN 978-3-00024699-9
4.
Zurück zum Zitat Goeke, J., Ruhbach, K., Henne A., Messung der Phasenfrontgeschwindigkeit und der Energiespeicherung von PCM-Compoundmaterialien, HLH-Springer, 61/1 (2010), S. 49–53 Goeke, J., Ruhbach, K., Henne A., Messung der Phasenfrontgeschwindigkeit und der Energiespeicherung von PCM-Compoundmaterialien, HLH-Springer, 61/1 (2010), S. 49–53
5.
Zurück zum Zitat Hackeschmidt, K., Kehlifa, N., Girlich, D., Verbesserung der nutzbaren Wärmeleitung in Latentspeichern durch offenporige Metallschäume, KI Kälte-Luft-Klimatechnik, (2007) S. 33–37 Hackeschmidt, K., Kehlifa, N., Girlich, D., Verbesserung der nutzbaren Wärmeleitung in Latentspeichern durch offenporige Metallschäume, KI Kälte-Luft-Klimatechnik, (2007) S. 33–37
6.
Zurück zum Zitat Hackeschmidt, K., May, R., Metallschaum-Latentspeicher für die Klimatisierung von Räumen, BHKS Almanach, (2010) S. 60–65, ( http://www.bhks.de/ ) Hackeschmidt, K., May, R., Metallschaum-Latentspeicher für die Klimatisierung von Räumen, BHKS Almanach, (2010) S. 60–65, ( http://www.bhks.de/ )
7.
Zurück zum Zitat Jähnert, S., Melting and freezing of water in cylindrical silica nanopores, Phys. Chem., 10 (2008), S. 6039–6051 Jähnert, S., Melting and freezing of water in cylindrical silica nanopores, Phys. Chem., 10 (2008), S. 6039–6051
8.
Zurück zum Zitat Meinert, J., Ebermann, C., Titze, E., Zellulare Werkstoffe für innovative energietechnische Anwendungen, GI, (2018), S. 412–420 Meinert, J., Ebermann, C., Titze, E., Zellulare Werkstoffe für innovative energietechnische Anwendungen, GI, (2018), S. 412–420
9.
Zurück zum Zitat Mehrali, M., Latibari, S.T., Mehrali, M., Simon, H., Metselaar, C., Silakhori, M., Shape-stabilized phase change materials with high thermal conductivity based on paraffin/graphene oxide composite, Energy Conversion and Management, 67 (2013), S. 275–282 CrossRef Mehrali, M., Latibari, S.T., Mehrali, M., Simon, H., Metselaar, C., Silakhori, M., Shape-stabilized phase change materials with high thermal conductivity based on paraffin/graphene oxide composite, Energy Conversion and Management, 67 (2013), S. 275–282 CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Mehrali, M., Latibari, S., Preparation and properties of highly conductive palmitic acid/graphene oxide composites as thermal energy storage materials, Energy, 58 (2013), S. 628–634 CrossRef Mehrali, M., Latibari, S., Preparation and properties of highly conductive palmitic acid/graphene oxide composites as thermal energy storage materials, Energy, 58 (2013), S. 628–634 CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Mettawee, E., Assassa, Ghazy, Thermal conductivity enhancement in a latent heat storage system, Solar Energy, 81/7 (2007), S. 839–845 Mettawee, E., Assassa, Ghazy, Thermal conductivity enhancement in a latent heat storage system, Solar Energy, 81/7 (2007), S. 839–845
12.
Zurück zum Zitat Mills A., Farid M., Selman J.R., Al-Hallaj S., Thermal conductivity enhancement of phase change materials using a graphite matrix, Applied Thermal Engineering, 26 (2006), S. 1652–1661 CrossRef Mills A., Farid M., Selman J.R., Al-Hallaj S., Thermal conductivity enhancement of phase change materials using a graphite matrix, Applied Thermal Engineering, 26 (2006), S. 1652–1661 CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Öttinger, O., PCM-Graphitverbundprodukte für Hochleistungswärmespeicher, SGL TECHNOLOGIES (Meitingen), ZAE Symposium – München, 4. – 5. März 2004 Öttinger, O., PCM-Graphitverbundprodukte für Hochleistungswärmespeicher, SGL TECHNOLOGIES (Meitingen), ZAE Symposium – München, 4. – 5. März 2004
14.
Zurück zum Zitat Py X., Olives R., Mauran S., Paraffin /porous-graphite-matrix composite as a high and constant power thermal storage material. International Journal of heat and mass transfer, 44 (2001), S. 2727–2737 CrossRef Py X., Olives R., Mauran S., Paraffin /porous-graphite-matrix composite as a high and constant power thermal storage material. International Journal of heat and mass transfer, 44 (2001), S. 2727–2737 CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Pincemina, S., Olives, R., Highly conductive composites made of phase change materials and graphite for thermal storage, Solar Energy Materials and Solar Cells, 92/6 (2008), S. 603–613 Pincemina, S., Olives, R., Highly conductive composites made of phase change materials and graphite for thermal storage, Solar Energy Materials and Solar Cells, 92/6 (2008), S. 603–613
16.
Zurück zum Zitat Ristic, A., Zabukovec Logar, N, Henninger, S. K. [u. a.], The Performance of Small-Pore Microporous Aluminophosphates in Low-Temperature Solar Energy Storage, Advanced Functional Materials, 22/9 (2012), S. 1952–1957 Ristic, A., Zabukovec Logar, N, Henninger, S. K. [u. a.], The Performance of Small-Pore Microporous Aluminophosphates in Low-Temperature Solar Energy Storage, Advanced Functional Materials, 22/9 (2012), S. 1952–1957
17.
Zurück zum Zitat Schmitt, R., Öttinger, O., Steinmann, W. D. [u. a.], PCM-Graphite Latent Heat Storage Systems for lndustrial Process Heat Recovery, Advances in Science and Technology, 74 (2010), S. 259–265 Schmitt, R., Öttinger, O., Steinmann, W. D. [u. a.], PCM-Graphite Latent Heat Storage Systems for lndustrial Process Heat Recovery, Advances in Science and Technology, 74 (2010), S. 259–265
18.
Zurück zum Zitat Sedeh, M.M., Khodadadi, J.M. Thermal conductivity improvement of phase change materials/graphite foam composites, Carbon, 60 (2013), S. 117–128 CrossRef Sedeh, M.M., Khodadadi, J.M. Thermal conductivity improvement of phase change materials/graphite foam composites, Carbon, 60 (2013), S. 117–128 CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Shaofei Wu, S., Yan, T., Kuai, Z., Pan, W., Thermal conductivity enhancement on phase change materials for thermal energy storage – Review, Energy Storage Materials, 25 (2020), S. 251–295 Shaofei Wu, S., Yan, T., Kuai, Z., Pan, W., Thermal conductivity enhancement on phase change materials for thermal energy storage – Review, Energy Storage Materials, 25 (2020), S. 251–295
20.
Zurück zum Zitat Stritih, U., Heat transfer enhancement in latent heat thermal storage system for buildings, Energy and Buildings, 35 (2003), S. 1097–1104 CrossRef Stritih, U., Heat transfer enhancement in latent heat thermal storage system for buildings, Energy and Buildings, 35 (2003), S. 1097–1104 CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Veyhl, C., Fiedler, T., Jehring, U., Andersen, O., Bernthaler, T., Belova, V., Murch, G.E., On the mechanical properties of sintered metallic fibre structures, Materials Science and Engineering: A, 562/2 (2013), S. 83–88 CrossRef Veyhl, C., Fiedler, T., Jehring, U., Andersen, O., Bernthaler, T., Belova, V., Murch, G.E., On the mechanical properties of sintered metallic fibre structures, Materials Science and Engineering: A, 562/2 (2013), S. 83–88 CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Velraj, R., Seeniraja, V., Hafner, B., Faber, C., Schwarzer, K., Heat Transfer Enhancement in a latent heat storage system, Solar Energy, 65 (1999), S. 171–180 CrossRef Velraj, R., Seeniraja, V., Hafner, B., Faber, C., Schwarzer, K., Heat Transfer Enhancement in a latent heat storage system, Solar Energy, 65 (1999), S. 171–180 CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Zhang, S., Feng, D., Shi, L., et al., Review of phase change heat transfer in shape-stabilized phase change materials (ss-PCMs) based on porous supports for thermal energy storage, Renewable and Sustainable Energy Reviews 135 (2021), A. 110127 Zhang, S., Feng, D., Shi, L., et al., Review of phase change heat transfer in shape-stabilized phase change materials (ss-PCMs) based on porous supports for thermal energy storage, Renewable and Sustainable Energy Reviews 135 (2021), A. 110127
Metadaten
Titel
Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Phasenwechselmaterialien
verfasst von
Johannes Goeke
Copyright-Jahr
2021
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-34510-5_8