Evaluation of thermophysical characteristics on shape-stabilized paraffin as a solid-liquid phase change material

Abstract

 This report deals with thermophysical properties and measuring methods of shape-stabilized paraffin as a new type of latent heat storage material, which keeps the same shape in a solid state when the paraffin melts. Therefore, this type paraffin can be used in a latent heat storage system without encapsulation. A transient hot wire method, a differential scanning calorimeter (DSC), a water calorimeter and a volume expansion meter, which were developed in the present study, were used to measure effective thermal conductivity, latent heat, specific heat and density of the shape-stabilized paraffin, respectively. From the obtained data, useful correlation equations of the above-mentioned thermophysical properties of the shape-stabilized paraffin were expressed as functions of physical property and mass fraction of each constituent of the shape-stabilized paraffin.

Zusammenfassung

 Die Arbeit befaßt sich mit der Ermittlung thermophysikalischer Eigenschaften und den zu ihrer Bestimmung dienlichen Meßmethoden von formstabilisiertem Paraffin, das eine neue, zur Speicherung latenter Energie geeignete Materialart darstellt, da es beim Schmelzen die Form des Festzustandes beibehält. Es kann folglich in Systemen zur Speicherung latenter Energie ohne einschließendes Behältnis verwendet werden. Zur Messung der effektiven Wärmeleitfähigkeit, der latenten Energie, der spezifischen Wärme und der Dichte von formstabilisiertem Paraffin wurden die folgenden, speziell für diese Untersuchung entwickelten Meßgeräte eingesetzt: Ein instationär betriebenes Hitzdrahtsystem, ein Differiental-Abtastkalorimeter, ein Wasserkalorimeter und ein Gerät zur Ermittlung der Volumenausdehnung. Aus den gewonnenen Daten ließen sich Korrelationsgleichungen für die o.g. thermo-physikalischen Eigenschaften von formstabilisiertem Paraffin als Funktionen der physikalischen Eigenschaft und des Massenanteils jedes darin enthaltenen Konstituenten aufstellen.