Latentwärmespeicher

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Latentwärmespeicher

Heckenkamp, J. / Baumann, H.

Die Thermodynamik von Phasenumwandlungen bietet die Möglichkeit, Wärmeenergie kostengünstig zu speichern und bei Bedarf wieder freizusetzen. Dabei findet der Phasenübergang fest-flüssig die bisher breiteste Anwendung. Bei dieser Art der Wärmespeicherung wird die Wärmeenergie während des Schmelzens latent gespeichert, um während der Kristallisation wieder abgegeben zu werden. Die Zahl der als Latentwärmespeicher verwendbaren Substanzen ist sehr groß, wobei bei der Auswahl Anwendungskriterien wie beispielsweise hohe Wärmespeicherkapazität, geringer Dampfdruck oder chemische und physikalische Stabilität eine maßgebende Rolle spielen. Ein erstes Beispiel für die Umsetzung dieses Konzepts in ein marktfähiges Produkt stellt die Entwicklung eines Latentwärmespeichers für Kraftfahrzeuge durch die Firmen Merck KGaA und BMW AG unter Einsatz eines binären eutektischen Salzgemisches aus Magnesiumnitrat-hexahydrat (86 Masse-%) und Lithiumnitrat (14 Masse-%) dar. Beim Anlassen des Motors wird die kalte Kühlerflüssigkeit durch den Latentwärmespeicher gepumpt, nimmt dort Wärme (Überschußwärme des Motors) auf und führt sie dem Motor und dem Fahrgastraum zu. Durch das schnellere Aufheizen des Motors erreicht der Katalysator seine Arbeitstemperatur schneller. Der Schadstoffausstoß nach dem Kaltstart verringert sich, der Benzinverbrauch wird reduziert und der Fahrgastraum heizt sich schneller auf. Die Herstellung des Salzgemisches mit exakter eutektischer Zusammensetzung bedarf einer ständigen analytischen Prozeßkontrolle zu vertrebaren Kosten und mit moderatem Aufwand. Auch außerhalb der Automobilindustrie sind Anwendungen von Latentwärmespeichern zu erwarten.