Voelbare versus latente warmte
Warmte die je terugziet als temperatuurverandering noemen we voelbare warmte: verwarm je water, dan stijgt de temperatuur. Maar tijdens een faseovergang — smelten, bevriezen, verdampen — verandert de temperatuur niet, terwijl er wél veel energie in of uit het materiaal stroomt. Die verborgen energie heet latente warmte.
Voor water is de smeltwarmte 334 kilojoule per kilogram. Ter vergelijking: één graad opwarmen kost 4,2 kilojoule per kilogram. In de overgang van ijs naar water zit dus evenveel energie als in het opwarmen van water van 0 naar 80 °C.
Wat dat betekent voor opslag
Wie thermische energie wil opslaan in een watervat zonder faseovergang, is beperkt tot het temperatuurverschil dat de installatie aankan. Een buffervat dat tussen 6 en 12 °C werkt, benut maar 25 kilojoule per liter. Laat je datzelfde water bevriezen, dan komt daar ruim 300 kilojoule per liter bij.
Een ijsbuffer slaat daardoor op hetzelfde volume grofweg tien keer meer koude-energie op dan een conventioneel koudwaterbuffer. Dat scheelt ruimte, materiaal en kosten.
Stabiel op het vriespunt
Een tweede voordeel: tijdens de faseovergang blijft de temperatuur constant op 0 °C. De installatie krijgt dus koude van een voorspelbare, stabiele temperatuur — ideaal voor het regelen van klimaatinstallaties en voor het rendement van de warmtepomp.