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Micronal PCM Katalog für Architekten und Planer 2010

Micronal® PCM Katalog für Architekten und Planer 2010

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BINE themeninfo I/20093Phasenübergang puffert WärmeWärmespeicherung ist in vielen Fällen notwendig <strong>für</strong> den effizientenUmgang mit Energie. Mit Materialien, die Wärme latent speichern,sind angepasste Lösungen <strong>für</strong> viele Anwendungsbereiche möglich.Entscheidend <strong>für</strong> den Einsatz ist eine geeignete Konfektionierung derPhase Change Materials, um einen effektiven Wärmeaustausch zuermöglichen. Besonders flexibel sind mikroverkapselte <strong>PCM</strong>, die inviele Baustoffe <strong>und</strong> Bausysteme integriert werden können.Abb. 1 Der Einsatz von<strong>PCM</strong> dient der Vermeidungvon Spitzentemperaturenim Gebäudeinnern<strong>und</strong> somit derEinsparung von Kühlenergie.Bei konventionellerNachtlüftungwird die Warmluft imGebäude durch kalteNachtluft ersetzt.Quelle: GLASSX,Gaston WickyWärmespeicherung spielt immer dort eine wichtige Rolle,wo es gilt, Angebot <strong>und</strong> Nachfrage von Wärme oder Kälteim Zeitverlauf <strong>und</strong> in der Leistung anzupassen; aber auchdort, wo Versorgungssicherheit <strong>und</strong> netzunabhängigeVersorgung gewährleistet sein muss. Durch Wärmespeicherungkönnen viele „Wärmequellen“ wie Solarenergieoder Abwärme aus Industrieprozessen <strong>und</strong> Kraftwerkenwirtschaftlich nutzbar, d. h. verfügbar gemacht werden,wenn sie gebraucht werden. Die Wärmebereitstellungdurch eine Heizungs- oder Solaranlage muss somit nichtauf die maximale Nachfrage ausgelegt, sondern kann anden mittleren Bedarf angepasst werden. Alternativ lassensich die niedrigen Temperaturen in der Nacht zum Kühlenam Tag verwenden.Bedarfsgerechte Wärmespeicherung erfolgt heute üblicherweisedurch Warmwasserspeicher – indem die Temperaturdes gespeicherten Wassers auf die Bedarfstemperaturoder darüber erhöht wird. Die so gespeicherteWärme nennt man sensible Wärme, da es sich um eine„fühlbare“ Speicherung handelt. Wasser <strong>für</strong> diesen Prozesszu nutzen hat den Vorteil, dass es meist gleichzeitigdas Medium ist, das anschließend auch benötigt wird –z. B. kann es direkt zum Duschen aus dem Speichertankentnommen werden. Zudem ist Wasser in der Regelkostengünstig. Die sensible Wärmespeicherung wird z. B.auch beim Aufheizen der Kacheln eines Kachelofensgenutzt. Diese geben die Wärme über viele St<strong>und</strong>en ab –auch wenn das Feuer längst erloschen ist.Latentspeichermaterialien, auch <strong>PCM</strong> (Phase ChangeMaterials) genannt, speichern große Mengen Wärmedurch einen Phasenwechsel – etwa von fest zu flüssig.Gegenüber konventionellen sensiblen Wärmespeichernermöglichen <strong>PCM</strong>-Speicher hohe Energiedichten bei weitgehendkonstanter Betriebstemperatur. Die <strong>für</strong> dasSchmelzen von einem Kilogramm Wasser notwendigeEnergiemenge würde bei einer sensiblen Speicherungzur Temperaturerhöhung auf ungefähr 80 °C führen. So gilt<strong>für</strong> viele Materialien, dass bei einer Temperaturänderungum wenige Grad (10K) beim Schmelzvorgang gegenübersensibler Speicherung eine bis zu 10-fach höhere Wärmespeicherdichteerzielt werden kann. Abbildung 2 zeigt:Die Speicherung von Wärme ist gewöhnlich mit einerTemperaturerhöhung des Speichermaterials verb<strong>und</strong>en,die der gespeicherten Wärmemenge proportional ist(blaue Kurve). Bei der „latenten“ (versteckten) Wärmespeicherungerfolgt nach Erreichen der Phasenübergangstemperatureine Zeit lang keine Erhöhung der Temperatur– solange, bis das Speichermaterial vollständiggeschmolzen ist (rote Kurve). Beim Erstarren wird dieeingespeicherte Wärme wieder abgegeben.TemperaturTemperatur desPhasenübergangssensibellatentgespeicherte WärmemengesensibelsensibelAbb. 2 Temperaturverlaufals Funktion dergespeicherten Wärmemengebei sensibler <strong>und</strong>latenter Wärmespeicherung.Quelle: ZAE Bayern

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