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Salz als verlustfreier Wärmespeicher
Salze, die Wärme abgeben, wenn ihnen Wasser zugeführt wird und das Wasser wird (verlustfrei) wieder abgeben, wenn das Salz wieder erwärmt wird: - von 5 bis etwa 130°C: Salzhydrate oder Paraffine - oberhalb 130°C: Nitrate, Chloride, Carbonate oder Fluoride (z.B. Lithium- oder Calciumchlorid)
Technische Aspekte
Je nach Anwendungsfall werden Materialen mit geeigneter Phasenwechseltempe-ratur ausgewählt. Für die Kältespeicherung werden Wasser und wässrige Salzlösungen verwendet. Die Wärmespeicherung im Temperaturbereich von 5 bis etwa 130°C erfolgt mit Salzhydraten oder Paraffinen. Für Temperaturen oberhalb 130°C werden Salze (z.B. Nitrate, Chloride, Carbonate oder Fluoride) bzw. Mischungen mit diesen Stoffen verwendet. Diese kommen auch in Parabolrinnensolarkraftwerken zum Einsatz. Zukünftig sind auch Einsatzgebiete in der industriellen Abwärmenutzung bei Temperaturen zwischen 130°C und 330°C denkbar.
Einsatz
Die Vorteile von latenten Wärmespeichern liegen darin, dass durch die Phasenumwandlung relativ große Wärmemengen pro Speichervolumen bei weitgehend konstanter Betriebstemperatur aufgenommen werden können. Da durch lassen sich die benötigten Mengen an Speichermaterial und auch die Baugröße der Behälter im Vergleich zu sensiblen Wärmespeichern reduzieren. Ein wesentliches Problem bei der technischen Umsetzung der Latentwärmespeicher liegt in einem geringen Wärmetransport zwischen dem Speichermedium und dem zur Übertragung eingesetzten Wärmeträgerfluid. Grund hierfür ist die relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit der Speichermedien.
Als Sorptionsmaterialien eignen sich Stoffe mit großer innerer Oberfläche mit hygroskopischen Eigen-schaften. In der Praxis werden hierfür Zeolithe (Alumosilikate) und Silikagele (poröse Form von Silizium-dioxid) eingesetzt. Der typische Arbeitsbereich von Zeolithen liegt etwa bei 100 bis 300°C, der von Silika-gelen bei rund 40 bis 100°C. Letztere geben adsorbiertes Wasser damit schon bei Temperaturen weit unter 100°C ab.
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