Termisk lagringssystem for vedovner

En ny generasjon vedovner tilpasset dagens nye boliger er under utvikling, og i den sammenheng skal vedovner med varmelagring vurderes. Varmelagring bidrar blant annet til en mer stabil varmeavgivelse fra vedovnen ved at varmelageret absorberer effekttoppene. Hensikten med denne oppgaven er å beskrive en første gjennomgang av et konsept for et latent varmelager for vedovner. Latent varmelagring vil si at varmen lagres i et materiale som gjennomgår faseovergang. Fordelen med latent varmelagring, i forhold til tradisjonelle lagringsmetoder med kleberstein og keramikk som lagringsmedium, er at vekt og volum reduseres for samme mengde lagret varme, og at varmen tas opp og avgis ved tilnærmet konstant temperatur. Latent varmelagring for vedovner, er så vidt forfatteren kjenner til, ikke tidligere rapportert om i litteraturen. I dette studiet er ulike faseovergangsmaterialer (Phase Change Material, PCM) for varmelagring undersøkt, og blant dem har salthydratet natriumacetat trihydrat og sukkeralkoholet erythritol vist seg å ha egenskaper som gjør dem egnet for formålet. To utfordringer knyttet til bruk av PCM for vedovner er lav termisk konduktivitet og risiko for overoppheting med påfølgende degradering av materialegenskaper. Metoder for å unngå overoppheting av faseovergangsmaterialene er vurdert i rapporten, og et konsept for et varmelager foreslått. Lageret har konsentrisk geometri med innvendige metallfinner og oppvarmingen skjer hovedsakelig ved stråling. Et luftsjikt mellom lageret og ovnsoverflater gir mulighet for konveksjonskjøling, og luftstrømmen kan stenges og åpnes med spjeld. Det er gjennomført numeriske beregninger av modellen med tre ulike finneløsninger, ved bruk av simuleringsprogrammet COMSOL Multiphysics®, for henholdsvis oppvarmings- og nedkjølingssykluser. Sukkeralkoholet erythitol ble brukt som PCM i simuleringene, og faseovergangen er beregnet ved bruk av ekvivalent varmekapasitetsmetode. Resultatet viser at løsningen med fri luftgjennomstrømning og seks sirkulære finner kan unngå overoppheting i to timer og førtito minutter ved konstant fyring. De numeriske resultatene må imidlertid benyttes med forbehold, på grunn av forenklingene som er forklart i rapporten. Når mer informasjon om samspillet mellom ovnstemperaturer og varmelager etterhvert blir kjent, kan modellen videreutvikles og optimaliseres, og konseptet kan testes eksperimentelt i laboratorium