DE2731572A1 - Waermespeichermaterial - Google Patents

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, Steindamm 94, 2000 Hamburg 1

Wärmespeichermaterial

Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichermaterial auf Basis von Calciumchlorid-hexahydrat und einem Keimbildner.

Calciumchlorid-hexahydrat ist wegen seiner hohen Wärmekapazität und seines günstigen Schmelzpunktes (etwa 29°C) ein sehr geeignetes Wärmespeichermaterial, z.B. für Heizsysteme in Verbindung mit Wärmepumpen, Sonnenkollektoren, Fernwärmeversorgungs- und Wärmerückgewinnungsanlagen.

Dieses Wärmespeichermaterial hat jedoch auch die Eigenschaft, daß es beim Abkühlen unter den Schmelzpunkt sehr stark (um etwa 20⁰C) unterkühlt. In diesem Falle kann man die gespeicherte Wärme beim Schmelzpunkt nicht entnehmen.

Es ist bekannt, das Unterkühlen von Calciumchlorid-hexahydrat durch Zusatz von aktivem Aluminiumoxid, Molekularsieben, Silicagel, Glimmerpulver, Kaolin und/oder Kieselgur zu verhindern (Chem. Abstr. 84 (1976) 108 449 b). Diese Keimbildner haben den Nachteil, daß die Keimbildung nicht zuverlässig ist und erst nach wechselnden Zeiten von mehreren Minuten bis Stunden und wechselnden Unterkühlungsgraden von mehreren ⁰C erfolgt.

Es ist ferner bekannt, daß man zur Vermeidung der Unterkühlung von Calciumchlorid-hexahydrat, Calciumbromid-hexahydrat oder deren Gemischen als Keimbildner Bariumhydroxid, Strontiumhydroxid oder deren Hydrate in kristalliner Form zugeben kann (DT-OS 25 50 106, Chem. Abstr. 85 (1976) 145 699 z).

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Die Löslichkeiten dieser Hydroxide sind jedoch so groß (Ba(OH)₂ = 3,9 Gew.%; Sr(OH)₂ = 0,9 Gew.#),daß man im Widerspruch zu der in der Offenlegungsschrift angegebenen unteren Konzentration von 0,0003 Gew.% wenigstens 4 Gew.% bzw. 1 Gew.% als Keimbildner zusetzen muß, was wiederum mit der in der Offenlegungsschrift angegebenen oberen Grenze von 10 Gew.% übereinstimmt.

Da Barium- und Strontiumsalze im Vergleich zu Calciumchlorid teuer und relativ schwer sind, und da lösliche Barium- und Strontiumsalze giftig sind, ist die Zugabe solch großer Mengen Keimbildner sehr nachteilig.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Wärmespeichermaterial auf Basis Calciumchlorid-hexahydrat mit einem besser wirksamen Keimbildner zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wärmespeichermaterial als Keimbildner Bariumcarbonat, Strontiumcarbonat, Bariumfluorid, Bariumfluorid-hydrofluorid und/ oder Strontiumfluorid enthält.

Gegenstand der Erfindung ist es also, anstatt löslicher Hydroxide Kristalle von BaCO₃, SrCO₃, BaF₂ ¹HF und SrF₂ zu benutzen, da diese die gleichen Keimbildungseigenschaften wie die obengenannten Hydroxide, jedoch wesentlich geringere Löslichkeiten aufweisen:

Löslichkeiten in Wasser (20⁰C) BaCO, 1,7 * 10~³ Gew.*

SrCO₃ 1,0 * 10~³ Gew.*

BaF₂ 0,15 Gew.*

SrF₂ 12,0 * 10"³ Gew.*

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Es genügt daher, diese Keimbildner in Mengen von höchstens 0,5 Gew.%, bezogen auf 100 g Wasser, zuzusetzen. Die unteren Grenzen für die Keimbildnermengen liegen bei den obengenannten Löslichkeiten, allgemein gesagt bei 1 · 10~³ Gew.96. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Keimbildner in Mengen von 0,2 bis 0,5 Gew.% verwendet.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine graphische Darstellung des Wärmeinhalts von CaClp'6HpO, d.h. der Abhängigkeit der Schmelzwärme und der spezifischen Wärme (fest, flüssig) von der Temperatur, und

Fig. 2 Abkühlungskurven, d.h. den relativen zeitlichen Verlauf der Abkühlung.

In den Figuren bedeuten a) CaCl₂*6H₂O ohne Keimbildner

b) dto. mit Keimbildner BaCO,

c) dto. mit Keimbildner BaF₂-HF

d) dto. mit Keimbildner BaF₂

e) dto. mit Keimbildner SrCO,

SrF₂

Aus Fig. 1 ergibt sich, daß das Schmelzen (nach oben weisender Pfeil) von CaCl₂*6H₂O bei etwa 29°C erfolgt, während beim Erstarren (nach unten weisende Pfeile) eine mehr oder weniger starke Unterkühlung auftritt.

In Flg. 2 sind die Kurven der Systeme a, b, c, d und e zur besseren Übersicht zeitlich zueinander verschoben. Wie in Fig. 1 ist auch hier der Unterkühlungseffekt beim keimbildner-

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freien System a und bei den erfindungsgemäßen keimbildnerhaltigen Systemen b bis e deutlich erkennbar.

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Claims (6)

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, Steindamm 94, 2000 Hamburg Patentansprüche;

1.' Wärmespelchermaterlal auf Basis von Calciumcnloridhexahydrat und einem Keimbildner, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Bariumcarboriat, Strontiumcarbonat, BariumfluorId, Bariumfluorid-hydrofluorid und/oder Strontiumfluorid enthält.

2. Wärmespeichermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den Keimbildner in einer Menge von 1·10~* bis 0,5 Gew.96, bezogen auf 100 g Wasser, enthält.

3. Wärmespeichermaterial nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Bariumcarbonat in einer Menge v<
Wasser, enthält.

in einer Menge von 2·10~³ bis 0,5 Gew.96, bezogen auf 100 g

4. Wärmespeichermaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Strontiumcarbonat in einer Menge von 1·10~³ bis 0,5 Gew.96, bezogen auf 100 g Wasser, enthält.

5. Wärmespeichermaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Bariumfluorid in einer Menge von 0,15 bis 0,5 Gew.96, bezogen auf 100 g Wasser, enthält.

6. Wärmespeichermaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Strontiumfluorid in einer Menge von 1,2*10 bis 0,5 Gew.96, bezogen auf 100 g Wasser, enthält.

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