Experimentelle Charakterisierung von Wärmespeichermaterialien

Abstract

In dieser Arbeit wurden verschiedene Wärmespeichermedien experimentell getestet und mehrere Aspekten der Wärmeübertragung untersucht. An Betonproben wurde ermittelt, dass mit zunehmender Temperatur die spezifische Wärmekapazität steigt, woraus sich ableiten lässt, dass Beton für Hochtemperaturanwendungen sehr gut geeignet ist. Ebenso wurde festgestellt, dass ein möglicher Luftspalt eine schlechte Wirkung für die Wärmeübertragung hat, und vermieden werden soll. Bei den PCM Versuchen wurden zwei Faktoren der Lamelleneinrichtung untersucht. Man hat gesehen, dass kleinere Rippenabstände die Wärmeübertragung zum PCM verbessern, solange es eine gute Verbindung zwischen den Lamellen und dem Heizstab gibt. Der Einbau von Falzen am Rippeninnenrand hat unerwartete negative Ergebnisse verursacht, weshalb der Krümmungsprozess der Lamellen, um den Falz aufzubringen, verbessert werden sollte. Bei der Stahlprobe wurde beobachtet, dass die Arbeitstemperatur doch einen Einfluss auf die Wärmeverluste hat, welcher aber bei kleinen Temperaturgefällen vernachlässigt werden kann. Die gute Wiederholbarkeit der Versuche wurde überprüft. Die Wärmekapazitätsberechnungen zeigten Abweichungen um 5% im Vergleich zur Literatur. Die Wärmeleitfähigkeitsermittlung lieferte nur in unmittelbarer Nähe des Heizstabes befriedigende Ergebnisse. Die experimentellen Daten, die im Zuge dieser Arbeit gesammelt wurden, sind für die Validierung eines im DLR entwickelten Simulationsmodels verwendet worden.