Latentwärmespeicher (Phase Change Materials) für Temperaturmanagement
Latentwärmespeicher können Wärme aufnehmen, speichern und später wieder abgeben. Baustoffe wie Wandputze oder Bauplatten, die mit ihnen modifiziert wurden, sorgen bereits in vielen Gebäuden seit mehreren Jahren durch aktiven Temperaturausgleich energie-effizient für gutes Raumklima. Einer dieser Baustoffe ist das so genannte Micronal der BASF. Das Phase-Change-Material (PCM) hat längst den Praxistest im Rahmen verschiedener Projekte erfolgreich bestanden. Dennoch ist es – nach Erkenntnissen von Solarify – noch viel zu wenig verbreitet.
Wechsel der Aggregatszustände als Energiespeicher
Ein Dauertest mit täglich 24 wechselnden Temperaturzyklen bescheinigte dem Material schon früh eine Lebenserwartung von mindestens 30 Jahren: Dichtigkeit und Wärmespeicherkapazität blieben über den gesamten Testzeitraum auf unverändertem Niveau. Mikroskopisch kleine Kunststoffkügelchen enthalten in ihrem Kern ein Speichermedium aus Wachsen. Steigt die Temperatur, schmilzt das Wachs, und die Latentwärmespeicher nehmen Wärme auf. Fällt die Temperatur, erstarrt das Wachs und Wärme wird freigesetzt. Während der Phasenumwandlung bleibt die Temperatur konstant. Aus diesem Vorgang ergibt sich die englische Bezeichnung Phase Change Material.
Mikroverkapselung: Paraffin in Acryl
Die Frage war, wie sich schmelzendes Wachs in der Praxis sicher in Baustoffe wie Wandputz, Mörtel oder Gipsplatten integrieren ließe: „Unsere Lösung ist die Mikroverkapselung“, antwortet Marco Schmidt vom Unternehmensbereich Dispersions & Pigments der BASF. „Wir ummanteln mikroskopisch kleine Wachströpfchen mit einer praktisch unzerstörbaren Hülle aus Acrylglas, die selbst Bohrern und Sägen widersteht. Dank dieser undurchdringlichen Kapsel kann kein Wachs austreten.“ Durch diese Mikroverkapselung können die PCMs unsichtbar in die unterschiedlichsten Baustoffe integriert werden. Mit einer Partikelgröße von wenigen Mikrometern lassen sich die winzigen Kapseln entweder als Dispersion oder Pulver gut in Putz und Mörtel einarbeiten. Je nach Material ist ein Anteil von 20 bis 40 Prozent PCM möglich.
Die Entwickler der BASF nutzten hochreine Paraffinwachse als Latentwärmespeicher, deren Schmelzpunkte auf die klimaspezifischen Anforderungen von Gebäuden optimiert wurden. Die Wachse in Micronal verflüssigen sich je nach Anwendung bei 23 °C oder 26 °C. Dabei absorbieren sie aus der Umgebung große Wärmemengen und bremsen so eine weitere Temperaturerhöhung des Raums. Nachts, wenn die Umgebungstemperaturen fallen, wird die gebundene Wärme beim Erstarren des Wachses wieder frei.
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