Das Thema dieser Arbeit handelt von der Verwendung eines biologisch abbaubaren Ester in einem Direktkontaktlatentwärmespeichersystem.
In der laufenden Energiewende steigt auch die Nachfrage nach nachhaltigen Ressourcen
und deren Verwendung in prozessoptimierenden Applikationen. Zu diesen gehören auch die Speichersysteme, welche
eine reversible Wärmespeicherung ermöglichen. Diese Art der Wärmespeicherung unterscheidet sich nicht nur
zwischen der sensiblen und latenten Wärmespeicherung, sondern auch in der Wärmeübertragungsart zwischen dem
Wärmeträgermedium und dem Speichermaterial. Der hier untersuchte Direktkontaktlatentwärmespeicher gehört
zu den latenten Wärmespeichern, bei denen die Wärmeübertragung an grossen Oberflächen innerhalb des Speichers
erfolgt. Umgesetzt wird dies, indem das Speichermedium innerhalb des Speichers in direktem Kontakt zum
Wärmeträgermedium steht und so eine Wärmeübertragung ermöglicht. Die Herausforderung in der Umsetzung
eines Direktkontaklatentwärmespeicher ist die Auswahl der geeigneten Medien. Diese müssen eine relative Dichtedifferenz,
keine Löslichkeit im anderen Medium sowie unterschiedliche Phasenwechseltemperaturen aufweisen.
Um diese Bedingungen und das Verhalten der Materialpaarung zu untersuchen, soll ein Konzept eines Direktkontaktlatentwärmespeichersystem
im Labormassstab erstellt werden. Das konzeptionierte System soll eine schnelle
Charakterisierung der thermischen Prozesse sowie eine optische Datenfassung der Trenn- und Mischprozesse innerhalb
des Speichers ermöglichen. Zusätzlich erfolgt eine Charakterisierung des biologisch abbaubaren Ester Methyl
Palmitat und die Prüfung dessen Verwendbarkeit als Speichermaterial. Neben dem Speichermaterial wird ein geeignetes
Wärmeträgermedium gewählt, damit bei der Realisierung des Konzeptes, ein passendes Materialpaar, für
angehende experimentelle Untersuchungen, zur Verfügung steht.
The topic of this thesis is the use of a biodegradable ester in a direct contact latent heat storage system. In the
ongoing energy transition, the demand for sustainable resources and their use in process-optimizing applications
is also increasing. These also include storage systems, which enable reversible heat storage. The method of heat
storage differs not only between sensitive and latent heat storage, but also in the heat transfer method between the
heat transfer medium and the storage material. The direct contact latent heat storage investigated here belongs
to the group of latent heat storages in which the heat transfer takes place on large surfaces within the storage.
This is achieved by the storage medium within the storage medium having direct contact with the heat transfer
medium and thus undergoing a heat transfer. The challenge in implementing a direct contact heat storage is the
selection of suitable medium. These must have a relative density difference, no solubility in the other medium and
different phase change temperatures. In order to investigate these conditions and the behaviour of the material
pairing, a concept of a direct contact latent heat storage system on a laboratory scale is to be developed. The
conceptualized system shall allow a fast characterization of the thermal processes as well as optical data acquisition
of the separation and mixing processes within the storage. Further, the biodegradable ester methyl palmitate is
characterized and tested as a storage material. In addition to the storage material, a suitable heat transfer medium
is selected in order to provide a suitable material pair for future experimental investigations.