DE2731573C3 - Wärmespeichermittel - Google Patents
WärmespeichermittelInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
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Description
Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichermittel mit Phasenübergang fest-flüssig und u. ,gekehrt auf der
Basis eines Salzhydrats als Speichermedium und eines Keimbildners.
Salzhydrate sind sehr geeignete Wärmespeichermaterialien, z. B. für Heiz- und Kühlsysteme in
Verbindung mit Wärmepumpen, Sonnenkollektoren, Fernwärmeversorgungs- und Wärmerückgewinnungsanlagen.
Ein Latentwärmespeicher mit einem Salzhydrat als Speichermedium ist z.B. in der DE-OS 25 17 920
beschrieben. Es besteht aber nach wie vor ein starkes Bedürfnis, weitere Wärmespeichermaterialien mit anderen,
dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßten Schmelzpunkten zur Verfugung zu haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wärmespeichermittel auf Basis eines Salzhydrats als
Speichermedium und eines Keimbildners zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wärmespeichermittel als Speichermedium
Lithiumchlorattrihydrat und als Keimbildner Kaliumperchlorat und/oder Natrium-, Kalium- oder Bariumhexafluorosilikat
enthält.
Es wurde nämlich gefunden, daß Lithiumchlorat-trihydrat
LiCIOj-JH2O wegen seiner besonders hohen
Schmelzwärme (393 J/cm3) und seines günstigen Schmelzpunktes (80C) ein sehr geeignetes Wärmespeichermaterial,
insbesondere für Kühlzwccke ist. Es hat jedoch die nachteilige Eigenschaft, beim Abkühlen
unter den Schmelzpunkt erst bei etwa 6°C 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.-%)
ίο als Keimbildner die Unterkühlung aufzuheben. Während
z. B. ohne KClO4 bei 2° C (d. h. 6° C Unterkühlung)
auch nach einer Stunde keine Kristallisation auftritt, ist durch Zusatz von 2% KClO4 zu LiClO3-3 H2O bei nur
einem 0C Unterkühlung schon nach wenigen Minuten dt 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.-°/o für Na2SiF6,
>0,15 Gew.-% für K2SiF6 und
>2,210-J Gew.-% für BaSiF6 reduzieren
sie die Unterkühlbarkeit von etwa 8°C 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 KClO4 wirksam sind und geringere Kosten verursachen.
Nach alledem ist ei zweckmäßig, die Keimbildner in folgenden Mengenverhältnissen, bezogen auf 100 g
Wasser, anzuwenden:
KClO4 1,7 bis4Gew.-%,
insbesondere 1,9 bis 2,5 Gew.-%
Na2SiF6 0,7 bis 2 Gew.-o/o,
Na2SiF6 0,7 bis 2 Gew.-o/o,
insbesondere 0,9 bis 1,5 Gew.-%
K2SiF6 0,15bis2Gew.-%,
K2SiF6 0,15bis2Gew.-%,
insbesondere 0,3 bis 1,0 Gew.-%
BaSiF6 0,02bis2Gew.-%,
BaSiF6 0,02bis2Gew.-%,
insbesondere 0,05 bis l,0Gew.-°/o
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine graphische Darstellung des Wärmeinhalts
von LiCIO3-3 H2O, 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
In den Figuren bedeuten
a) LiCIO3-3 H2O ohne Keimbildner
b) dto. mit Keimbildner KCIO4
c) dto. mit Keimbildner Na2SiF6
K2SiF6
BaSiF6
BaSiF6
Aus F i g. 1 ergibt sich, daß das Schmelzen (nach oben weisender Pfeil) von LiCIO3-3 H2O bei 8°C erfolgt,
während beim Erstarren (nach unten weisende Pfeile) eine mehr oder weniger starke Unterkühlung auftritt.
In F i g. 2 sind die Kurven der Systeme a, b und c zur
besseren Übersicht zeitlich zueinander verschoben. Wie in Fig. I ist auch hier der Unterkühlungseffekt beim
keifnbildnerfrcien System a und bei den keimbildnerhaltigen
Systemen bund cdeutlich erkennbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
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 1 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 Keimbildiier
Natriumhexsnuorosilikat in einer Menge von 0,7 bis 2 Gew.-°/o, bezogen auf 100 g Wasser» enthält.
5. Wärmespeichermittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Keimbildner
Kaliumhexafluorosilikat 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.
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