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PCM-Kaps - Entwicklung kunststoffverkapselter Phasenwechselmaterialien für hybride Wärmespeicher

Allgemeine Informationen

Projektnummer 62137008
Projekttitel laut Förderbescheid PCM-Kaps - Entwicklung kunststoffverkapselter Phasenwechselmaterialien für hybride Wärmespeicher
Akronym PCM-Kaps
Projektlaufzeit 01.05.2019 - 31.12.2019
Forschungsschwerpunkt Energie und Umwelt
Projektkategorie Forschung
Grundeinheit Fakultät Maschinenwesen

Inhaltliche Projektbeschreibung

Latente Wärmespeicher repräsentieren eine innovative Speichertechnologie, bei der das Schmelzen bzw. Erstarren eines Speichermediums (PCM = Phasenwechselmaterial) genutzt wird, um Wärme oder auch Kälte bei nahezu konstanter (Schmelz-)Temperatur zu speichern. Dabei lassen sich hohe volumenbezogene Speicherdichten erreichen.

Typische Stoffgruppen für PCM sind Paraffine, Fettsäuren und Salzhydrate bei Schmelztemperaturen bis etwa 120 °C. Salzhydrate sind aus wärmetechnischer und wirtschaftlicher Sicht die interessanteste Stoffgruppe, weisen allerdings eine extrem hohe Korrosivität gegen Metalle auf. Aus diesem sowie aus kosten- und fertigungstechnischen Gründen ist die Verkapselung der Salzhydrate in Kunststoffen von großem Interesse.

Das Projekt beschäftigt sich mit detaillierten Recherchen des aktuellen Standes der Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet. Erste Versuche sollen die Richtung für zukünftige Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet aufzeigen.

Ergebnisse

PCM-gefüllte Kunststoffkapseln werden in Wärmespeichern mit Wasser bzw. Wasser/Glykol als Wärmeträger kombiniert. Bezüglich der Kompatibilität zwischen den Kunststoffen (Kapselwände), den PCM (Salzyhdrate u. a.) und dem Wärmeträger ist eine Vielzahl von Faktoren zu beachten. Während der gesamten Betriebsdauer des Speichers muss gewährleistet werden, dass weder die Kapselwand noch die beim Verschließen der Kapseln entstandenen Fügestellen von PCM oder Wärmeträger durchdrungen werden (Dichtheit). Zu den wichtigsten Herausforderungen zählt die Gewährleistung der thermischen und mechanischen Stabilität der Kunststoffkapseln unter dauernden Temperaturwechselbedingungen (Be-/Entladen der Kapseln). Bei organischen PCM (Paraffine, Fettsäuren) muss die Materialkompatibilität sichergestellt werden - sowohl Kapsel als auch PCM sind in diesem Falle Kohlenwasserstoffe. Bei Salzhydrat-PCM kommt als weiteres wichtiges Kriterium die Wasserdiffusionsdichtheit hinzu.

Weitere Daten

Zurück zur Übersicht21.09.2021 12:44:27

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