Drahtgewebewärmeübertrager für Latentwärmespeicher

Gezeigt werden verschiedene Prototypen von metallischen Drahtgewebewärmeübertrager für Latentwärmespeicher. Diese Speicher nutzen PCMs (engl. phase change materials, Phasenwechselmaterialien) als Speichermaterialien. Für den Betrieb der Wärmeübertrager werden die Kapillarrohre mit einem Wärmeträgerfluid durchströmt. Um die Wärmeübertrager herum befindet sich ein PCM. Durch das Schmelzen und Kristallisieren des PCMs kann Wärme ein- und ausgespeichert werden.

PCMs besitzen typischerweise eine geringe Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Leistung der Speicher limitiert wird. Bei dem ausgestellten Wärmeübertrager-Prototypen wird die geringe Wärmeleitfähigkeit des PCMs durch eine matrialeffiziente Vergrößerung der wärmeübertragenden Oberfläche mithilfe eines Drahtgewebes kompensiert. Die Wärmeübertrager bestehen aus Kapillarrohren mit 2 mm Durchmesser, die mit 200 µm dicken Drähten verwoben und verschweißt sind. Die Gewebe ermöglichen in der aktuellen Konfiguration eine bis zu 3,9-fache Vergrößerung der wärmeübertragenden Oberfläche gegenüber den blanken Kapillarrohren. Die Strukturen sind vollständig aus Edelstahl gefertigt und somit auch für korrosive PCMs geeignet. Im Vergleich zu konventionellen Strukturen wie Lamellen ermöglichen Drahtgewebe eine deutliche Materialeinsparung bei gleichzeitig stark vergrößerter Oberfläche.