RAL-Gütezeichen für Latentwärmespeicher anerkannt

(22.6.2006) Latentwärmespeicher oder so genannte Phasenwechselmaterialien (Phase Change Materials - PCM) sind Materialien, die beim Wechseln ihres Aggregatzustands Energie in Form von Wärme aufnehmen können, ohne sich selbst zu erwärmen. Im Bauwesen kann diese Eigenschaft dazu eingesetzt werden, um ohne Energiezufuhr zu heizen oder zu kühlen. Mit der Anerkennung des neuen RAL-Gütezeichens PCM durch RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V. wurden genau definierte Güte- und Prüfbestimmungen für PCM einschließlich der PCM-Verbundstoffe festgelegt.

Phasenwechselmaterialien nehmen die für den Aggregatzustandswechsel benötigte thermische Energie aus der Raumluft auf, speichern sie verlustfrei und geben sie bei Bedarf wieder ab. Ein Vorgang, der immer wieder umkehrbar ist. Dies können z.B. Salzhydrate oder Salzhydratmischungen sein. Sie werden zunehmend im Baubereich zur Entlastung oder zum Ersatz von Klimaanlagen eingesetzt, da sich der Raum durch ihren Einsatz auf ca. 25°C passiv klimatisieren lässt. Sinken die Raumtemperaturen unter 22°C, beginnt der Kristallisationsprozess und die aufgenommene Energie wird wieder an die Umgebungsluft abgegeben.

Das neue RAL-Gütezeichen PCM verspricht hohe Qualität und lange Haltbarkeit der PCM-Materialien. Bisher gab es keine reproduzierbaren Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Phasenwechselmaterialien. Den Güte- und Prüfbestimmungen liegen daher umfangreiche Forschungen zur Reproduzierbarkeit der Messmethoden der PCM-Qualität zu Grunde. Produkte für den Baubereich müssen z. B. eine gleich bleibende Qualität über Jahrzehnte halten. PCM-Produkte müssen daher eine hohe Zyklusstabilität aufweisen, die durch bis zu 10.000 Probezyklen nachgewiesen wird.

zur Erinnerung: Wenn 0°C kaltes Eis vollständig(!) zu 0°C kaltem Wasser auftaut, wird so viel Energie frei bzw. benötigt, dass man ebenso 0°C kaltes Wasser auf 80°C erhitzen könnte - nämlich 335 kJ/kg. 2260 kJ/kg sind dann erforderlich, um 100°C heißes Wasser in 100°C heißen Wasserdampf vollständig umzuwandeln. Wasser kennt also die "Schalt"-Temperaturen 0° und 100° Celsius, bei denen sich der Aggregatzustand verändert - wie bekannt: einmal von fest zu flüssig und dann von flüssig zu gasförmig. (kleiner Querverweis: die im Wasserdampf gebundene Energie macht sich die Brennwerttechnologie als zusätzlich abzuschöpfende "Kondensationsenergie" im Heizungsbau zu Nutze; was schließlich zu den [rechnerischen] Wirkungsgraden jenseits der 100%-Grenze führt.)

Das Prinzip, Energie durch den Wechsel des Aggregatzustandes eines Mediums zu binden, kommt zur Anwendung bei Latentwärmespeichern (eng.: PCM bzw. Phase Change Material). Im Bereich der "Schalt"-Temperatur von beispielsweise 20°C kann also Energie bzw. Wärme zugeführt werden, ohne dass sich das Medium bzw. Bauteil weiter erwärmt; die Energie wird statt dessen "latent gespeichert". Erst wenn sich der Aggregatzustand im Latentspeicher vollständig geändert hat, wird das Bauteil wärmer bzw. kühler. (für Nicht-Lateiner: "latere" heißt "verborgen sein", und "latent" bedeutet "vorhanden, aber [noch] nicht in Erscheinung tretend".)