DE2731573B2

DE2731573B2 - Wärmespeichermittel

Info

Publication number: DE2731573B2
Application number: DE2731573A
Authority: DE
Inventors: Klaus Gawron; Johann Dipl.-Ing. Dr. Schroeder
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1980-02-07
Also published as: DE2731573A1; JPS5442379A; FR2397448A1; JPS588711B2; FR2397448B1; US4189393A; GB2001097A; GB2001097B; DE2731573C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichermittel mit Phasenübergang fest-flüssig und ".mgekehrt auf der Basis eines Salzhydrats als Speichermedium und eines Keimbildners.

Salzhydrate sind sehr geeignete Wärmespeiehermalerialien, z. B. für Hei/.- und Kühlsystemc in Verbindung mit Wärmepumpen, Sonnenkollektor, Fernwärmeversorgungs- und Wärmerückgewinnungsanlagen.

Ein Latentwärmespeicher mil einem Salzhydrat a's Speichermedium ist /.. B. in der DE-OS 25 17 920 beschrieben. Es bestchl aber nach wie vor ein starkes Bedürfnis, weitere Wärmcspeichermaterialien mit anderen, dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßten Schmelzpunkten zur Verfugung zu haben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wärmespcichermitlel auf Basis eines Sal/.hydrats als Speichermedium und eines Keimbildners zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wärmespeichermittel als Spcichcrmcdium l.ithiumchlorattrihydral und als Keimbildncr Kaliumperchlorat und/oder Natrium-, Kalium- oder Bariumhexafluorosilikat enthält.

Hs wurde nämlich gefunden, daß l.uhiumchloraltrihydrat LiCIO₁-J H₂O wegen seiner besonders hohen Schmelzwärme (393)/cm>) und seines günstigen .Schmelzpunktes (8'C) ein sehr geeignetes Wärmespciehermaterial, insbesondere für Kühl/wecke ist. Es hat jedoch die nachteilige Eigenschaft, beim Abkühlen unter den Schmelzpunkt erst bej etwa 6⁰C Unterkühlung zu kristallisieren. Durch diese Unterkühlung kann also die latente Speicherwärme (Schmelzwärme) am Schmelzpunkt nicht entnommen werden, was eine fehlerhafte Funktion des Speichers und eine beträchtliche Herabsetzung des Wirkungsgrades von angeschlossenen Energiesystemen (z. B. Wärmepumpen) zur Folge hat Gegenstand der Erfindung ist es daher ferner, durch Zugabe einer kleinen Menge KCIO₄ (etwa 2 Gew.-%) als Keimbildner die Unterkühlung aufzuheben. Während z. B. ohne KClO₄ bei 2° C (d. h. 6⁰C Unterkühlung) auch nach einer Stunde keine Kristallisation auftritt, ist durch Zusatz von 2% KCIO₄ zu LiClO₃-3 H₂O bei nur einem ⁰C Unterkühlung schon nach wenigen Minuten

is die gesamte Speichermasse erstarrt

Als weitere Keimbildner mit etwas schwächerer Wirkung sind auch die Hexafluorosilikate des Natriums, Kaliums und Bariums zu gebrauchen. In Konzentrationen von >0,68 Gew.-% für Na₂SiF₆, >0,15 Gew.-% für K₂SiF₆ und >2,2-lO-² Gew.-% für BaSiF₆ reduzieren sie die Unterkühlbarkeit von etwa 8⁰C auf etwa 2 bis 3°C. in Fällen, bei denen eine kleine Unterkühlung von 2 bis 3°C nicht ins Gewicht fällt, können also vorteilhaft auch diese Keimbildner verwendet werden, da sie schon in geringerer Konzentration als KCIO₄ wirksam sind und geringere Kosten verursachen.

Nach alledem ist es zweckmäßig, die Keimbildner in folgenden Mengenverhältnissen, bezogen auf 100 g Wasser, anzuwenden:

KCIO₄ 1,7 bis 4 Gew.-°/o,

•insbesondere 1,9 bis 2,5 Gew.-%
Na₂SiF₆ 0.7 bis 2 Gew.-%,

insbesondere0,9 bis l,5Gew.-°/o
K₂SiF₆ O.I5bis2Gew.-%,

insbesondere0,3 bis l,0Gew.-%
BaSiF₆ 0,02 bis 2 Gew.-%,

insbesondere0,05bis l,OGew.-°/o

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher -to erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine graphische Darstellung des Wärmeinhalts von LiCIOj-3 H₂O, d. h. der Abhängigkeit der Schmelzwärme und der spezifischen Wärme (fest, flüssig) von der Temperatur, und

■»i Fig. 2 Abkiihlungskurven, d.h. den relativen zeitlichen Verlauf der Abkühlung.
In den Figuren bedeuten

a) LiCIOj-3 H₂Oohne Keimbildner

b) dto. mit Keimbildner KCIO₄

c) dio. mit Keimbildner Na₂SiF₆

K₂SiF₆
BaSiF₆

Aus F i g. 1 ergibt sich, daß das Schmelzen (nach oben " weisender Pfeil) von LiCIO₁OH₂O bei 8⁰C erfolgt, während beim Erstarren (nach unten weisende Pfeile) eine mehr oder weniger starke Unterkühlung auflriit.

In F i g. 2 sind die Kurven der Systeme u. b und c zur

besseren Übersicht zeitlich zueinander verschoben. Wie

Wi in Fig. 1 ist auch hier der Unterkühlungseffekl beim keimbildnerfreicn System λ und bei den kcimbildnerhaltigen Systemen fciind cdeutlich erkennbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmespeichermittel mit Phasenübergang fest-flüssig und umgekehrt auf der Basis eines Salzhydrats als Speichermedium und eines Keimbildners, dadurch gekennzeichnet, daß es als Speichermedium Lithiumchlorattrihydrat und als Keimbildner Kaliumperchlorat und/oder Natrium-, Kalium- oder Bariumhexafluorosilikat enthält.

2. Wärmespeichermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß es den Keimbildner in einer Menge von 0,02 bis 4Gew.-%, bezogen auf 100 g Wasser, enthält

3. Wärmespeichermittel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Kaliumperchlorat in einer Menge von 1,7 bis 4 Gew.-%, bezogen auf 100 g Wasser, enthält

4. Wärmespeichermittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Natriumhexafluorosilikat in einer Menge von 0,7 bis 2 Gew.-%„ bezogen auf 100 g Wasser, enthält.

5. Wärmespeichermittel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildnet Kaliurr.hexafluorosilikat in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf 100 g Wasser, enthält.

6. Wärmespeichermittel nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner Bariumhexafluorosilikat in einer Menge von 0,02 bis 2 Gew.-%, bezogen auf 100 g Wasser, enthält.