Vad är latent värmeöverföring?

Övergångarna mellan materialets fasta, flytande och gasformiga faser involverar stora mängder energi. Den energi som krävs för övergången kallas latent värmeöverföring. Nyligen har alternativa energiforskare tittat på hur denna latenta värmeöverföring kan användas för att lagra energi tills det behövs. Till exempel undersöker en Department of Energy (DOE) om koncentrerad solenergi kan använda smält salt för lagring av termisk energi.

När två ämnen med olika temperaturer bringas i kontakt med varandra överför ämnet med högre temperatur värme till ämne med lägre temperatur i en process som kallas "förnuftig värmeöverföring". Till exempel, när solen går ner, blir luften kallare och blir kallare än jord. Marken överför en del av värmen till luften, vilket gör att marken blir kallare och luften blir varmare.

Vid den punkt där ett av ämnena är redo att ändra tillstånd eller faser (fast till flytande, vätska till gas, etc), överförs värme från en substans utan motsvarande temperaturförskjutning i den andra ämne. Denna process för att avge eller absorbera värme utan att ändra temperatur kallas "latent värmeöverföring".

Mängden värme som måste tillsättas en vätska för att ändra den till en gas (dvs. vatten till ånga) kallas "latent förångningsvärme", medan mängden värme som måste tillsättas ett fast ämne för att ändra det till en vätska (is till vatten) är den "latenta fusionsvärmen." Mängden energi som måste läggas till att ändra fasen på ett gram av ett ämne är mycket större än den energi som krävs för att höja temperaturen på ett gram av samma ämne en grad Celsius. Den energi som behövs för att höja ett gram en grad kallas ämnets "specifika värme". Vatten har en specifik värme på 1 kalori / gram ° C och en fusionsvärme på 79,7 kal / gram.

Energi går inte förlorad vid latent värmeöverföring. Till exempel orsakar issmältning att latent värme absorberas. När vattnet frysersläpps den latenta värmen. På samma sätt, när vatten avdunstar, absorberar det energi, men när vatten kondenserar frigörs energin.

Många alternativa energikällor är begränsade eftersom de inte kan ge konstant energiproduktion. Solgeneratorer producerar bara när solen skiner, och vindkraftverk fungerar uppenbarligen bara när vinden blåser. Detta har resulterat i ökad forskning om billiga och effektiva sätt att lagra energin fram till behövs (till exempel för att lagra överflödig solenergi som produceras på en solig dag för att användas under natt).
Latenta värmelagringssystem (LHTES) kan lagra och släppa ut stora mängder energi när ämnen smälter och stelnar. Ytterligare forskning behövs för att avgöra vilka material som har rätt egenskaper som gör att allt från bilar till fabriker effektivt kan använda latent värmeöverföring.