Thermische prestaties van koelpanelen met faseovergangsmateriaal in een koeltruck

21 december 2021

De toepassing van faseovergangsmateriaal (PCM) in koeltrucks biedt een betrouwbare wijze van koelopslag en transport, omdat de materialen een hoge latente smeltwarmte kennen en hun smeltpunten zeer laag kunnen liggen.

Het PCM absorbeert de koelbelasting van de oplegger tijdens het smelten en zorgt zo voor een constante koeltemperatuur. Iraanse wetenschappers hebben de temperatuurvariaties voor drie soorten PCM in een koeltruck van 6 ton onderzocht. Hun experimentele opstelling bestond uit een koelsysteem, koelplaten en een temperatuurmeetsysteem. De koelplaten zijn in feite dunne plaatwarmtewisselaars waarin het faseovergangsmateriaal is gevat. De binnenste buis van de koelplaten werkt als verdamper. Dit koelsysteem functioneert totdat het faseovergangsmateriaal temperaturen onder het smeltpunt bereikt.

Tests met drie faseovergangsmaterialen
De wetenschappers voerden tests uit met de faseovergangsmaterialen E-26, E-29 en E-32. Onderzoeken zijn uitgevoerd op een traject van 466 km, waarbij de trucksnelheid varieerde tussen 80 en 110 km/u. Daarbij zijn de effecten van de snelheid op de totale warmteoverdrachtscoëfficiënt geregistreerd, samen met variaties in de luchttemperatuur in de koeltruck en de smeltduur van het PCM, zowel in verhouding tot de snelheid als tot de afgelegde afstand.

Effect van hogere snelheid
Een hogere snelheid bleek voor een hogere warmteoverdrachtscoëfficiënt en kortere smelttijden te zorgen. De minimale en maximale totale warmteoverdrachtscoëfficiënten lagen op 0,27 W/(m².K) en 0,33 W/(m².K) voor respectievelijk E-26 bij 81 km/u en E-29 bij 110 km/u. Bij een rijdende vrachtwagen liet E-26 de langste smelttijd zien (17.200 seconden bij 81 km/u). Ook bij stationaire koeling leverde E-26 het beste resultaat, dankzij een kleiner temperatuurverschil tussen E-26 en de omgevingstemperatuur. E-26 kent eveneens een hogere latente smeltwarmte.