Phasenwechselmaterialien speichern und geben Wärme bei Zustandsänderung frei. Sie verbessern die Energieeffizienz, finden Anwendung in Bauindustrie, Haushaltsprodukten und Klimakontrollsystemen.
5 Arten von Phasenwechselmaterialien zur Wärmespeicherung
Phasenwechselmaterialien (englisch: Phase Change Materials, PCMs) sind Materialien, die große Mengen an Wärmeenergie speichern und freisetzen können, wenn sie ihren Zustand ändern, beispielsweise von fest zu flüssig und umgekehrt. Diese Materialien sind besonders nützlich in der Wärmespeicherung, da sie helfen können, die Energieeffizienz zu verbessern. Im Folgenden werden fünf verschiedene Arten von Phasenwechselmaterialien vorgestellt, die häufig zur Wärmespeicherung verwendet werden.
1. Paraffinwachs
Paraffinwachs ist ein weit verbreitetes PCM, das oft in der Bauindustrie und in Haushaltsprodukten verwendet wird. Es schmilzt bei einer relativ niedrigen Temperatur (zwischen 20°C und 70°C) und kann eine beträchtliche Menge an Wärme speichern. Zu den Vorteilen von Paraffinwachs gehören:
2. Salzhydrate
Salzhydrate sind chemische Verbindungen, die Wasser in ihrer Kristallstruktur enthalten. Diese PCM haben höhere Schmelzpunkte als Paraffine (typischerweise zwischen 30°C und 120°C). Salzhydrate sind bekannt für:
3. Fettsäuren
Fettsäuren sind organische Verbindungen, die oft aus pflanzlichen oder tierischen Fetten gewonnen werden. Sie schmelzen bei Temperaturen zwischen 30°C und 70°C und bieten folgende Vorteile:
4. Wasser
Wasser ist ein natürliches PCM, das eine bedeutende Rolle bei der Wärmespeicherung spielt, insbesondere in Klimakontrollsystemen. Mit einem Schmelzpunkt bei 0°C und einer enormen Verdampfungsenthalpie ist Wasser besonders effektiv für:
5. Eutektische Mischungen
Eutektische Mischungen bestehen aus zwei oder mehr Materialien, die beim Schmelzen und Gefrieren ein konstantes Temperaturverhalten zeigen. Diese Mischungen sind maßgeschneidert für spezifische Anwendungen mit bestimmten Temperaturanforderungen und bieten folgende Vorteile:
Fazit
Phasenwechselmaterialien bieten eine effiziente Möglichkeit der Wärmespeicherung und tragen zur Verbesserung der Energieeffizienz in zahlreichen Anwendungen bei. Ob in Gebäuden, Elektrogeräten oder industriellen Prozessen, die Wahl des richtigen PCM hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung und den gewünschten Temperaturbereichen ab. Zu den am häufigsten verwendeten PCMs zählen Paraffinwachs, Salzhydrate, Fettsäuren, Wasser und eutektische Mischungen, die allesamt einzigartige Vorteile bieten.
