CN107683318A - 含有潜热蓄热材料的热输送介质以及热输送用混合液及热输送方法 - Google Patents
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Abstract
使用将潜热蓄热材料浸透于多孔体中而得到的介质作为由在使用温度区域内为液态的流体输送的热输送介质，上述潜热蓄热材料与上述流体不相容，且在使用温度区域内具有熔点，上述流体对于上述流体呈现拒液性、对于上述潜热蓄热材料呈现亲和性，且海绵硬度为50以下，由此，即使长期间在管线中循环，也能够以较高的热转换效率稳定地进行热输送。上述多孔体也可以具有连续孔。上述多孔体的空隙率也可以为50％以上。上述多孔体的表观密度为0.05～0.5g/cm3左右。相对于多孔体100重量份，上述潜热蓄热材料的比例为100～5000重量份左右。上述多孔体也可以含有拒水亲油性树脂。该多孔体也可以具有聚有机硅氧烷骨架。
Description
技术领域
本发明涉及含有能够有效地用于由管线进行的热输送(在线热输送)的潜热蓄热材料的热输送介质(蓄热体)以及使用了该介质的热输送用混合液及热输送方法。
背景技术
空调设备、热网系统的冷却、燃气轮机装置的进气冷却中，通过使能够蓄热的热输送介质在管线(配管)中流通而进行热输送。作为热输送介质，已知有用于利用显热的水、盐水，从廉价且安全的方面来看，广泛使用水。但是，由水等热输送介质进行的显热输送中，热输送介质的热容量较小，为了搬送大量的热输送介质，需要较大的搬送动力(巨大的泵)。因此，在大范围的热网中，显热输送的利用存在能量效率较低的问题。因此，作为热输送介质，还研究着使用潜热蓄热材料并利用相变带来的潜热的方法。由潜热蓄热材料进行的潜热输送中，潜热蓄热材料的热容量较大，即使长距离的输送，温度也不会降低，也能够降低搬送动力。但是，由于相变，潜热蓄热材料固化而堵塞配管，因此，不能直接利用潜热蓄热材料。因此，提出了将潜热蓄热材料微胶囊化而利用的方法。该方法中，通过使包含充填了潜热蓄热材料的微胶囊的流体流通，进行利用了潜热蓄热材料的潜热和流体的显热的热输送(热交换)。
日本特开平5-215369号公报(专利文献1)中公开有一种冷却或加热方法，该方法在冷却或加热装置与热交换器之间构成闭路，使由上述冷却或加热装置冷却或加热的载热体在该闭路内循环，冷却或加热热交换器，由此，使目的物冷却或加热，该方法中，将上述载热体设为封入有石蜡等蓄热剂的多个微小树脂胶囊与水或盐水的混合物。
WO2015/025529号小册子(专利文献2)中，作为将高温的废热回收、并向需要热的场所输送的热输送装置的载热体，公开有一种由内包有根据温度变化发生潜热的吸收及放出的相变物质的无孔中空二氧化硅粒子构成的硬壳微胶囊化潜热输送物质。
日本特开2000-161082号公报(专利文献3)中，作为向燃气轮机装置的进气的冷却装置，公开有如下燃气轮机装置的进气冷却装置，在从吸入口到燃气轮机装置的进气路径上，连结设置通气的间隙而配置了外周为固体的多个蓄热胶囊的冰蓄热槽，进气的至少一部分通过上述冰蓄热槽，与蓄热胶囊的外周直接接触而冷却。该文献中记载了使用内部封入有在0～20℃的范围内进行固-液变化的蓄热体的胶囊作为蓄热胶囊。
但是，将这些潜热蓄热材料进行了微胶囊化而得到的热输送介质中，由于长期间的使用、来自外部的应力(泵输送中的剪切力等机械应力等)，微胶囊破碎，潜热蓄热材料凝聚且在冷却装置内的配管凝固，堵塞配管。另外，微胶囊中，为了避免破碎，使胶囊壁坚固或增厚时，热交换效率降低，热转换效率和稳定性存在相悖的关系。
日本特开平4-222894号公报(专利文献4)中公开有一种热搬送系统用介质，其在至少使用时为液态的连续相中并存仅由平均粒径0.2～50μm且比上述连续相的熔点高的蓄热材料构成的分散相。该文献中记载了，即使在分散相固化的悬浮状态下，分散相的平均粒径也为0.2～50μm，因此，保持良好的流动性进行搬送，另外，在连续相为聚乙二醇和/或聚丙二醇的情况下，通过其增稠作用，抑制分散相彼此的凝聚。
专利第3641362号公报(专利文献5)中，作为冷气设备等空调设备、食品等的冷却装置等所使用的冷热体的蓄冷剂，公开有一种蓄冷剂，其是含有赋予包合水合物的一致熔点的低于浓度的包合水合物生成物质的水溶液，当进行冷却时，生成包合水合物并成为浆料状。
但是，这种乳液及悬浮液、浆料中，分散相在流体中露出存在，因此，可能进行凝聚。另外，浆料中，溶解的潜热蓄热材料本质上不能有效利用，热转换效率也较低。
另一方面，日本特公平5-41678号公报(专利文献6)中公开有一种组合物，其含有相变材料和装入有该相变材料的聚烯烃类聚合物的载体材料，上述相变材料分散于上述载体材料中，且具有实际上不会渗出至该体系外那样的适合性的物质，该组合物是选自结晶性直链烷基烃、结晶性脂肪酸、结晶性脂肪酸酯、结晶性脂环式烃、结晶性芳香烃中的至少一种物质的蓄热组合物。该文献中记载了载体材料的聚烯烃类聚合物优选为交联聚烯烃。另外，记载了将上述组合物装入石膏、混凝土等而用作建筑材料。
日本特表2002-523719号公报(专利文献7)中公开有一种潜热体，其具有具备吸收了石蜡基材的潜热蓄积材料的收纳空间的保持材料，在保持材料的内部形成用于潜热蓄积材料的毛细管的收纳空间，保持材料为含有开放的毛细管的多孔组织的无机材料。该文献中记载了，上述潜热体能够用于建筑材料(蓄热壁、屋顶、地板蓄热暖气设备等)、米饭的保温板、电地板暖气设备中配置于裸露地板及壳之间的放热体、用于在输送期间内将收纳于内部的物品保持为一定温度的输送容器等。另外，作为具备收纳空间的保持材料，记载有石膏材料、粘土材料、石灰砂岩、硅土、木质纤维、纸板等。
但是，专利文献6及7中未记载流体中的潜热蓄热材料的使用(热输送)。此外，这些组合物、潜热体不具有形状恢复能力。因此，假定即使将这些组合物、潜热体应用于热输送介质，在负载来自外部的应力、被压坏时潜热蓄热材料渗出时，不能通过保持材料的形状恢复进行再吸收，渗出的潜热蓄热材料逐渐凝聚，配管固化堵塞。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-215369号公报(权利要求书)
专利文献2：WO2015/025529号小册子(权利要求书、第[0047]段)
专利文献3：日本特开2000-161082号公报(权利要求1、第[0001][0037]段)
专利文献4：日本特开平4-222894号公报(权利要求1、第2栏13～32行)
专利文献5：专利第3641362号公报(权利要求1、第[0001]段)
专利文献6：日本特公平5-41678号公报(权利要求1、第8栏4～6行、第22栏5～14行、实施例)
专利文献7：日本特表2002-523719号公报(权利要求书、第[0012]～[0015]行)
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明的目的在于，提供一种即使混入在使用温度区域内为液态的流体中，且长期间在管线中循环，也能够以较高的热转换效率稳定地进行热输送的热输送介质以及使用了该介质的热输送用混合液及热输送方法。
本发明的其它目的在于，提供一种即使是连结远距离处的管线，也能够以较小的搬送动力高效地进行热输送(热转换)的热输送介质以及使用了该介质的热输送用混合液及热输送方法。
解决问题的方法
本发明人等为了达成上述技术问题，进行了锐意研究，结果发现：使用将潜热蓄热材料浸透于多孔体中而得到的介质作为由在使用温度区域内为液态的流体输送的热输送介质，上述潜热蓄热材料与上述流体不相容，且在使用温度区域内具有熔点，上述多孔体对于上述流体呈现拒液性、对于上述潜热蓄热材料呈现亲和性，且海绵硬度为50以下，由此，即使混入在使用温度区域内为液态的流体中，且长期间在管线中循环，也能够以较高的热转换效率稳定地进行热输送，完成了本发明。
即，本发明提供一种热输送介质，其由在使用温度区域内为液态的流体输送，其中，含有多孔体和浸透于该多孔体的孔部中的潜热蓄热材料，上述多孔体对于上述流体呈现拒液性，对于上述潜热蓄热材料呈现亲和性，且海绵硬度为50以下，上述潜热蓄热材料与上述流体不相容，且在使用温度区域内具有熔点。上述多孔体也可以具有连续气泡结构。上述多孔体的空隙率也可以为50％以上。上述多孔体的表观密度为0.05～0.5g/cm3左右。上述多孔体的大孔的平均孔径为0.5～200μm左右。上述多孔体也可以是平均粒径为0.1～50mm的粒状体(例如，各向同性形状的粒状体)。相对于多孔体100重量份，上述潜热蓄热材料的比例为100～5000重量份左右。
上述多孔体也可以含有拒水亲油性树脂，上述多孔体对于水的接触角为90°以上，且上述多孔体吸收十四烷(例如，迅速地吸收)，对于十四烷实质上不具有接触角。该多孔体也可以具有聚有机硅氧烷骨架。在这种具有多孔体的热输送介质中，上述潜热蓄热材料也可以是脂肪烃(例如，C14-60烷烃)，上述流体也可以是水。
本发明中，还包含一种热输送用混合液，该热输送用混合液含有上述热输送介质和在使用温度区域内为液态、且与潜热蓄热材料不相容的流体。相对于上述流体100重量份，上述热输送介质的比例为1～50重量份左右。
本发明中，还包含一种热输送方法，其将上述热输送介质混入在使用温度区域内为液态、且与潜热蓄热材料不相容的流体中，并在管线中循环。
发明的效果
本发明中，作为由在使用温度区域内为液态的流体输送的热输送介质，将潜热蓄热材料浸透于多孔体中，上述潜热蓄热材料与上述流体不相容、且在使用温度区域内具有熔点，上述多孔体对于上述流体呈现拒液性、对于上述潜热蓄热材料呈现亲和性，且海绵硬度为50以下的多孔体，因此，即使混入在使用温度区域内为液态的流体中，且长期间在管线中循环，也能够以较高的热转换效率稳定地进行热输送。另外，即使是连结远距离处的管线，也能够以较小的搬送动力高效地进行热输送(热转换)。因此，在需要通过管线热输送至远距离处的区域冷/暖气设备、热电联产等中也是有用的。
附图说明
图1是实施例中得到的多孔体的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
[多孔体]
本发明的热输送介质含有多孔体。本发明中，潜热蓄热材料浸透于该多孔体中，多孔体具有柔性，因此，即使施加外部的应力，应力也被变形吸收，而抑制破损，并且与潜热蓄热材料的亲和性较高，因此，由于变形渗出的潜热蓄热材料也随着形状的恢复容易地再吸收至多孔体内。另外，即使在多孔体由于较高的剪切力等而破损的情况下，破损后的各多孔体细片也保持与破损前的多孔体相同的功能。另外，通过将潜热蓄热材料收容于多孔体的热输送介质混入与潜热蓄热材料不相容的流体中，与微胶囊不同，在多孔体的孔部及表面附着(或充填)的潜热蓄热材料未被包覆而能够与流体接触，因此，热转换效率也较高。因此，本发明中，即使在使用温度区域内为液态的流体中混入热输送介质，且长期间在管线中循环，也能够以较高的热转换效率稳定地进行热输送。
多孔体的柔性优异，海绵硬度为50以下，例如为0.01～50，优选为0.1～48，进一步优选为0.3～45(特别是0.5～40)左右，从长期间的热输送的稳定性优异方面来看，例如也可以为0.1～10，优选为0.3～5，进一步优选为0.5～3左右。海绵硬度过高时，多孔体的柔性降低，难以进行稳定的热输送。海绵硬度过低时，机械强度过弱，容易由于泵的剪切等而破碎，因此，存在稳定的热输送变得困难的忧虑。需要说明的是，本发明中，海绵硬度能够基于JISK6253，使用海绵用硬度计(ASKER E型)进行测定。
多孔体也可以具有独立气泡(独立孔)结构，但从能够提高柔性及潜热蓄热材料的收容量方面来看，优选具有连续气泡(连续贯通孔或连通孔)结构。多孔体的孔部中，连续气泡率的比例也可以是50％以上，优选为80％以上，进一步优选为90％以上(例如90～100％)，也可以仅通过连续气泡结构形成。
多孔体从柔性及潜热蓄热材料的收容性优异方面来看，空隙率也可以为50％以上，例如也可以为50～99％，优选为65～98％(例如70～95％)，进一步优选为75～90％(特别是80～85％)。空隙率过小时，存在柔性降低，并且潜热蓄热材料的收容量降低的忧虑，相反，过大时，存在多孔体的强度降低的忧虑。本发明中，空隙率能够根据JCI试验案(同：JCI-SPO2-1)容积法测定，详细而言，能够通过后述实施例所记载的方法测定。
多孔体的透气度例如为0～100秒/100ml，优选为0～50秒/100ml，进一步优选为0～20秒/100ml(特别是0～10秒/100ml)左右。在多孔体具有这种透气度的情况下，形成柔性及潜热蓄热材料的收容性优异的连续气泡结构。透气度过小时，存在潜热蓄热材料的收容量降低的忧虑，相反，过大时，存在多孔体的强度降低的忧虑。本发明中，透气度能够根据JIS P8117：2009“纸及板纸-透气度及透气阻力试验方法(中间区域)Gurle法”，使用平均膜厚1mm的试验体进行测定。
多孔体的表观密度例如为0.05～0.5g/cm3，优选为0.08～0.4g/cm3(例如0.1～0.3g/cm3)，进一步优选为0.12～0.25g/cm3(特别是0.15～0.2g/cm3)左右。表观密度过大时，存在柔性及潜热蓄热材料的收容量降低的忧虑，相反，过小时，存在多孔体的强度降低的忧虑。本发明中，表观密度能够根据JIS Z8807：2012“固体的密度及比重”进行测定，详细而言，能够通过后述实施例所记载的方法进行测定。
多孔体优选具有由IUPAC规定的大孔(50nm以上的细孔径)，上述大孔的平均孔径例如为0.5～200μm，优选为1～150μm(例如3～100μm)，进一步优选为5～80μm(特别是10～50μm)左右。大孔的平均孔径过小时，存在柔性及潜热蓄热材料的收容量降低的忧虑，相反，过大时，存在多孔体的强度降低的忧虑。
形成多孔体的骨架的平均直径(隔壁的平均厚度)例如为0.1～100μm，优选为0.5～50μm(例如1～30μm)，进一步优选为1.5～10μm(特别是2～5μm)左右。隔壁的平均厚度过大时，存在柔性及潜热蓄热材料的收容量降低的忧虑，相反，过小时，存在多孔体的强度降低的忧虑。
多孔体的构造只要具有具备上述特性的多孔质结构即可，但骨架的构造也可以是粒子(特别是大致正球粒子)二维地及三维地连续连接而形成隔壁的构造。构成隔壁的各粒子的平均粒径例如为0.5～30μm，优选为1～20μm(例如2～15μm)，进一步优选为3～10μm(特别是4～8μm)左右。
本发明中，多孔体的大孔的平均孔径、隔壁的平均厚度、构成隔壁的各粒子能够基于电子显微镜的图像进行测定，详细而言，能够通过后述实施例所记载的方法测定。
对多孔体的形状(整体形状)没有特别限定，例如也可以是各向同性形状(正球状或大致正球状、大致正方体状等)、各向异性形状(板状、椭圆体状、大致长方体状、不规则状、纤维状等)的任一种，但通常为粒状(粒状体)，从热转换效率优异方面来看，优选为各向同性形状(特别是球状，例如，正球状或大致正球状)。
多孔体的平均粒径例如为0.1～50mm，优选为0.2～30mm，进一步优选为0.5～20mm(特别是1～15mm)左右。平均粒径过小时，潜热蓄热材料的收容量降低，因此，存在热转换效率降低的忧虑，相反，过大时，存在搬送动力变大的忧虑。
只要多孔体的材质对于流体呈现拒液性、对于潜热蓄热材料呈现亲和性，就没有特别限定，但从柔性优异方面来看，通常含有树脂成分，能够大致分为拒油亲水性树脂和拒水亲油性树脂。
对于要含浸的水而言，在含有拒油亲水性树脂的多孔体中，水会迅速地浸透，因此，实质上难以进行接触角的测定，实质上不具有接触角。另一方面，含有拒油亲水性树脂的多孔体对于用作流体的油性材料(例如，十四烷)的接触角也可以为50°以上(例如50～150°，优选为60～140°，进一步优选为90～135°)左右。
作为这种具有表面润湿性及柔性的拒油亲水性树脂，例如可举出聚乙烯醇缩醛类树脂、纤维素等。聚乙烯醇缩醛类树脂也可以是将聚乙烯醇利用醛类(例如甲醛、乙醛、丁醛、丙烯醛等脂肪醛；乙二醛等脂肪族二醛；苯甲醛等芳香醛等)进行交联而得到的聚合物。
对于要含浸的潜热蓄热材料(例如，十四烷)而言，在含有拒水亲油性树脂的多孔体中，会迅速地进行浸透，因此，实质上难以进行接触角的测定，实质上不具有接触角。另一方面，在含有拒油亲水性树脂的多孔体对于用作流体的水的接触角也可以为50°以上(例如50～150°，优选为60～140°，进一步优选为90～135°左右)。
作为这种具有表面润湿性及柔性的拒水亲油性树脂，能够利用含硅树脂，例如可举出，将具有官能团的树脂(例如，作为拒油亲水性树脂的聚乙烯醇缩醛类树脂、纤维素等)利用硅烷偶联剂进行处理而导入硅原子而得到的树脂、具有聚有机硅氧烷骨架的树脂等。
本发明中，接触角能够使用市售的接触角计，作为形成于多孔体表面的1～10μL的液滴的切线与多孔体的角度进行测定，详细而言，能够通过后述实施例所记载的方法进行测定。
这些树脂中，从容易设计对于潜热蓄热材料的亲和性高、且对于流体拒液性较高的多孔体方面来看，优选为拒水亲油性树脂，特别优选为具有聚有机硅氧烷骨架的树脂(有机硅树脂)。
有机硅树脂中，聚有机硅氧烷(有机硅)骨架也可以是含有选自单官能性M单元(通常以R3SiO1/2表示的单元)、二官能性D单元(通常以R2SiO2/2表示的单元)、三官能性T单元(通常以RSiO3/2表示的单元)、四官能性Q单元(通常以SiO4/2表示的单元)、五官能以上的多官能性单元(例如，含有连结上述单元的两个以上的硅原子的单元)中的至少一种单元的骨架。
上述M单元、D单元及T单元的式中的基团R为取代基。作为该取代基，可举出：烷基、芳基、环烷基、乙烯基、巯基烷基等。作为烷基，例如可举出：甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基等C1-12烷基等。作为芳基，例如可举出：苯基、甲基苯基(甲苯基)、二甲基苯基(二甲苯基)、萘等C6-20芳基等。作为环烷基，可举出：环戊基、环己基、甲基环己基等C5-14环烷基等。作为巯基烷基，例如可举出巯基丙基等巯基C1-4烷基等。这些取代基能够单独或组合两种以上使用。这些取代基中，优选为甲基等C1-3烷基、苯基等C6-12芳基，从拒水亲油性、潜热蓄热材料的供应容易性等方面来看，特别优选为甲基等C1-2烷基。
有机硅树脂优选为具有三维网络(网眼)结构的树脂，优选构成聚有机硅氧烷骨架的单元中、至少含有D单元及三官能以上的多官能性单元(例如，T单元等)，从容易形成柔软的多孔体方面来看，特别优选D单元与T单元的组合。D单元与三官能以上的多官能性单元(特别是T单元)的摩尔比为前者/后者＝1/10～5/1，优选为1/5～2/1(例如1/3～1/1)，进一步优选为1/5～1.5/1(特别是1/4～1.2/1)左右。D单元的比例过多时，存在难以形成网络结构的忧虑，相反，过少时，存在多孔体的强度降低的忧虑。
由具有聚有机硅氧烷骨架的树脂形成的多孔体(有机硅海绵)能够通过伴随常用的相分离工序的溶胶-凝胶反应进行制造，至少含有D单元及三官能以上的多官能性单元的有机硅海绵(特别是组合D单元与T单元而成的有机硅海绵)能够通过在作为相分离控制剂的表面活性剂(例如，十六烷基三甲基氯化铵等阳离子性表面活性剂)的存在下，使用作为缩聚控制剂的酸催化剂(例如，醋酸等)及碱性催化剂(例如，尿素等)进行酸碱两步反应而制造。详细而言，作为有机硅海绵的制造方法，例如，能够利用日本特开2014-61457号公报、日本特开2015-48417号公报所记载的制造方法等。
多孔体只要含有上述树脂成分(拒油亲水性树脂或拒水亲油性树脂)即可，相对于多孔体整体，树脂成分的比例为50重量％以上，优选为80重量％以上，进一步优选为90重量％以上，多孔体也可以仅由树脂成分形成。
[潜热蓄热材料]
本发明的热输送介质还含有潜热蓄热材料。潜热蓄热材料只要是在使用温度区域内具有熔点、且对于上述多孔体具有亲和性、且与流体不相容的物质，就没有特别限定，能够根据多孔体及流体的种类进行选择。
在多孔体由拒油亲水性树脂形成的情况下，作为潜热蓄热材料，例如可举出：水、低级醇(甲醇、乙醇、异丙醇等C1-4醇等)、多元醇(乙二醇、丙二醇等C2-3链烷二醇、二乙二醇等聚氧C2-3亚烷基二醇等)、酮(丙酮等)、环状醚(二氧六环、四氢呋喃等)、酰胺(二甲基乙酰胺等)等。这些潜热蓄热材料能够单独或组合两种以上使用。另外，这些潜热蓄热材料(特别是水)也可以含有无机盐或其水合物(氯化钠、氯化镁、氯化钙等金属氯化物；碳酸钠等碳酸盐；氢氧化钠、氢氧化锂等金属氢氧化物；硫酸钠等金属硫酸盐；磷酸氢钠等金属磷酸氢盐；硝酸钙、硝酸锌、硝酸镍等金属硝酸盐；硫代硫酸钠等金属硫代硫酸盐；醋酸钠等金属醋酸盐；铵明矾等上述无机盐的水合物等)，通过与这些无机盐或其水合物进行组合，也可以调整熔点。本发明中，能够根据使用温度区域选择具有目标熔点的潜热蓄热材料，这些潜热蓄热材料的熔点例如也可以为-50～150℃，优选为-30～100℃，进一步优选为-20～98℃左右。这些潜热蓄热材料中，从处理性等方面来看，优选为含有水的潜热蓄热材料。
另一方面，在多孔体由拒水亲油性树脂形成的情况下，作为潜热蓄热材料，例如可举出：脂肪烃(癸烷，十二烷，十四烷，十八烷，七甲基壬烷，四甲基十五烷等碳原子数10～60的饱和或不饱和脂肪烃、正链烷烃、异链烷烃、蜡等)、油脂(天然油、矿物油等)、脂肪酸(辛酸，癸酸，壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸等直链或分支链饱和C8-24脂肪酸；肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、岩芹酸、油酸、十八碳烯酸、亚油酸、亚麻酸、桐酸、二十碳-9-烯酸、花生四烯酸、芥酸等直链或分支链不饱和C8-24脂肪酸等)、上述脂肪酸的衍生物(与上述脂肪酸对应的脂肪酸酯、脂肪酰胺、高级醇等)、脂环烃(环戊烷、环己烷、环庚烷等C3-10环烷烃、环戊烯、甲基环戊烯等C4-10环烯等)、芳香烃类(苯、甲苯、二甲苯等)等。这些潜热蓄热材料能够单独或组合两种以上使用。本发明中，能够根据使用温度区域选择具有目标熔点的潜热蓄热材料，这些潜热蓄热材料的熔点例如也可以为0～100℃，优选为0～99℃，进一步优选为2～98℃(特别是3～95℃)左右。特别是在将热输送介质用于热网系统的冷却、燃气轮机装置的进气冷却等、且使用水作为流体的情况下，优选潜热蓄热材料的熔点大于0℃，例如也可以为1～50℃，优选为2～30℃，进一步优选为3～20℃(特别是4～10℃)左右。这些材料中，从亲油性高、且根据链长容易对目标温度进行设计方面来看，优选为C12-16烷烃，例如十四烷(正十四烷)等脂肪烃。
相对于上述多孔体100重量份，潜热蓄热材料的比例例如为100～5000重量份，优选为150～4000重量份，进一步优选为200～3500重量份(特别是250～3000重量份)左右。潜热蓄热材料的比例过少时，存在热输送效率降低的忧虑，相反，过多时，存在不能收容于多孔体，潜热蓄热材料在流体中凝聚的忧虑。
[热输送用混合液及热输送方法]
本发明的热输送用混合液含有上述热输送介质和流体。即，本发明的热输送方法中，将上述热输送介质混入在使用温度区域内为液态、且与潜热蓄热材料不相容的流体中，并在管线中进行循环。热输送介质通过与在使用温度区域内保持液态的形态的流体组合，能够在管线(配管)中流通，并且不仅通过潜热蓄热材料的潜热，而且通过流体的显热也能够进行热输送(热交换)。
流体只要在使用温度区域内为液态、对于上述多孔体呈现拒液性、且与潜热蓄热材料不相容即可，能够利用用作常用的载热体、制冷剂的溶剂。
在多孔体由拒油亲水性树脂形成的情况下，作为流体，能够利用疏水性溶剂。作为疏水性溶剂，例如可举出：脂肪烃(戊烷、己烷、辛烷、癸烷、十二烷等C5-20烷烃等)、脂肪酮(甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等)、脂环烃(环戊烷、环己烷、环庚烷等C3-10环烷烃、环戊烯、甲基环戊烯等C4-10环烯等)、芳香烃类(苯、甲苯、二甲苯等)等。这些疏水性溶剂能够单独或组合两种以上使用。本发明中，能够从这些溶剂中选择具有比使用温度区域低的熔点的溶剂。这些溶剂中，从处理性优异方面来看，优选为己烷等脂肪烃。
另一方面，在多孔体由拒水亲油性树脂形成的情况下，作为流体，能够利用亲水性溶剂。作为亲水性溶剂，例如可举出：水、低级醇(甲醇、乙醇、异丙醇等C1-4醇等)、多元醇(乙二醇、丙二醇等C2-3链烷二醇、二乙二醇等聚氧C2-3亚烷基二醇等)、酮(丙酮等)、环状醚(二氧六环、四氢呋喃等)、酰胺(二甲基乙酰胺等)等。这些亲水性溶剂能够单独或组合两种以上使用。本发明中，能够从这些溶剂选择具有比使用温度区域低的熔点的溶剂。这些溶剂中，从处理性优异方面来看，优选为水。
相对于流体100重量份，热输送介质的比例例如为1～50重量份，优选为2～45重量份(例如2～40重量份)，进一步优选为3～40重量份(特别是5～35重量份)左右。热输送介质的比例过少时，存在热转换效率降低的忧虑，热输送介质过多时，存在搬送动力变大的忧虑。
热输送介质也可以在上述多孔体及潜热蓄热材料的基础上，含有常用的各种添加剂，例如防锈剂、表面活性剂、稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂等)、充填剂、着色剂、抗静电剂、阻燃剂、润滑剂、防腐剂、粘度调整剂、增稠剂、平滑剂、消泡剂等。添加剂也可以包含于多孔体的隔壁中。对添加剂的比例没有特别限定，相对于多孔体整体为10重量％以下(例如0.1～10重量％)左右。
本发明的热输送用混合液用于冷/暖气设备等空调设备、地面暖气设备、食品等的冷却装置、热网系统、各种内燃机装置的进气冷却等。作为热输送方法，只要是在配管中流通进行热输送的方法即可，例如也可以是在热电联产中，通过管线(配管)循环热输送至远距离处的方法。
实施例
以下，基于实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限定。需要说明的是，以下，表示实施例及比较例中评价的特性的测定方法。
[海绵硬度]
将多孔体切断成宽度和进深15mm、厚度10mm的块状，根据JIS K6253，使用海绵用硬度计(ASKER E型)(西东京精密(株式会社)制造“WR-207E”)进行测定。
[多孔体的表观密度]
根据JIS Z8807：2012“固体的密度及比重”的测定方法，使用数显卡尺，根据几何学测定来测定表观密度及比重。
[多孔体的空隙率]
根据JCI试验计划(JCI试验计划：JCI-SPO2-1)容积法，不使用水，而使用十四烷(0.7645g/ml)作为求出空隙率的溶剂，进行测定。
[多孔体的大孔的平均孔径、隔壁的平均直径及形成隔壁的粒子的平均直径]
将多孔体供于观察用试样台，进行铂蒸镀，根据使用电子显微镜((株)HitachiHigh-Technologies制造的“Miniscope3000”)而得到的图像，测定任意10个部位的大孔的孔径及骨架的厚度，并求出平均值。另外，使用图像处理/测量软件((株式会社)Tech-jam制造的“Win ROOF”)，测定构成隔壁的球状粒子的平均直径。
[接触角]
使用接触角计(协和界面科学(株式会社)制造的“DropMaster700”)在1cm见方的立方体状多孔体上形成5μL的水的液滴。根据得到的液滴的图像数据，通过作为通用方法的2θ法计算多孔体表面与水的液滴所形成的接触角，通过N＝3的数据的平均，测定水的接触角。
实施例1
(多孔体的合成例)
向玻璃制烧杯中加入由离子交换水和醋酸(和光纯药工业(株式会社)制造)制备的5mM醋酸水溶液100mL、十六烷基三甲基氯化铵(和光纯药工业(株式会社)制造)4g(0.10摩尔)、尿素(和光纯药工业(株式会社)制造)30g(0.06摩尔)，利用磁力搅拌器进行室温搅拌。15分钟后，添加三甲氧基(甲基)硅烷(东京化成工业(株式会社)制造)28.8g(0.22摩尔)和二甲基二甲氧基硅烷(东京化成工业(株式会社)制造)19.2g(0.16摩尔)，在室温下搅拌30分钟后，在80℃的油浴中进行5分钟加热搅拌。然后，停止搅拌，以80℃反应10小时，得到白色海绵状凝胶。将得到的凝胶用甲醇(和光纯药工业(株式会社)制造)400mL洗净3次，接着，用2-丙醇(和光纯药工业(株式会社)制造)400mL洗净3次，在通风橱中风干60小时后，用50℃的烘箱干燥16小时，得到27.47g的多孔体。
对得到的多孔体的海绵硬度进行5点测量，分别为1.5、0.8、1.9、2.0、0.8，5点的平均值为1.4，表观密度为0.172g/cm3，空隙率为83％，大孔分布为2～100μm，其平均孔径为20μm，隔壁的厚度分布为3～150μm，其平均厚度为10μm。另外，对于水的接触角为127°，十四烷被迅速地吸收，不具有接触角。
另外，图1中表示得到的多孔体的扫描电子显微镜照片。根据图1可知，多孔体具有平均粒径6μm左右的大致正球粒子二维地及三维地连续连接的结构。
(作为热输送介质的评价)
将得到的多孔体切断成1cm见方的立方体状(7.52g)，吸收十四烷20g。另外，在加入有180g的离子交换水的烧杯中，使吸收了十四烷的多孔体浮起，利用磁力搅拌器以约300rpm的速度进行旋转。然后，对使吸收了十四烷的凝胶浮起的水一边通过冰浴进行冷却一边搅拌3小时。此时，凝胶中含浸的十四烷完全凝固。然后，取下冰浴，在室温下搅拌3小时。此时，凝胶中含浸的十四烷完全融化。将该循环设为1个循环，实施共计4个循环。将4个循环实施后的凝胶用铁丝网过滤后，通过目视确认水层，结果，确认到油分未浮起。即，十四烷在该循环中持续保持于多孔体。
实施例2
将实施例1的合成例中得到的多孔体切断成立方体状(0.83g)，吸收十四烷2.24g，在培养皿中的200g水中浮起。用手指对培养皿的底进行按压，直到不能用手指压入吸收了该十四烷的块状多孔体。该期间，吸收的十四烷从多孔体渗出，但与多孔体粘在一起，不会从多孔体游离并在水中分离。然后，拿开手指，结果，多孔体不会破损而迅速地恢复成原来的形状，渗出的十四烷也立即再吸收于多孔体内，恢复最初使吸收了十四烷的多孔体在水中浮起的状态。
工业实用性
本发明的热输送介质能够用于冷/暖气设备等空调设备、地面暖气设备、食品等的冷却装置、热网系统、各种内燃机的进气冷却等通过使含有热输送介质的流体在管线(配管)中流通而进行热输送的用途。特别是即使用较小的搬送动力，也能够以较高的热转换效率进行热输送，因此，也能够有效地用于利用废热的区域冷/暖气设备、热电联产(回收高温的废热，将热向需要的远距离场所输送的热输送装置)中。
Claims (15)
1.一种热输送介质，其由在使用温度区域内为液态的流体输送，其中，
所述热输送介质含有多孔体和浸透于该多孔体的孔部中的潜热蓄热材料，
所述多孔体对于所述流体呈现拒液性、对于所述潜热蓄热材料呈现亲和性，且海绵硬度为50以下，
所述潜热蓄热材料与所述流体不相容，且在使用温度区域内具有熔点。
2.如权利要求1所述的热输送介质，其中，
多孔体具有连续气泡结构。
3.如权利要求1所述的热输送介质，其中，
多孔体的空隙率为50％以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的热输送介质，其中，
多孔体的表观密度为0.05～0.5g/cm3。
5.如权利要求1～4中任一项所述的热输送介质，其中，
多孔体的大孔的平均孔径为0.5～200μm。
6.如权利要求1～5中任一项所述的热输送介质，其中，
多孔体是平均粒径为0.1～50mm的粒状体。
7.如权利要求1～6中任一项所述的热输送介质，其中，
相对于多孔体100重量份，潜热蓄热材料的比例为100～5000重量份。
8.如权利要求1～7中任一项所述的热输送介质，其中，
多孔体含有拒水亲油性树脂。
9.如权利要求8所述的热输送介质，其中，
多孔体对于水的接触角为90°以上，且多孔体吸收十四烷，对于十四烷实质上不具有接触角。
10.如权利要求1～9中任一项所述的热输送介质，其中，
多孔体具有聚有机硅氧烷骨架。
11.如权利要求8～10中任一项所述的热输送介质，其中，
潜热蓄热材料为脂肪烃。
12.如权利要求8～11中任一项所述的热输送介质，其中，
流体为水。
13.一种热输送用混合液，其含有权利要求1～12中任一项所述的热输送介质和在使用温度区域内为液态、且与潜热蓄热材料不相容的流体。
14.如权利要求13所述的热输送用混合液，其中，
相对于流体100重量份，热输送介质的比例为1～50重量份。
15.一种热输送方法，其包括：
将权利要求1～12中任一项所述的热输送介质混入在使用温度区域内为液态、且与潜热蓄热材料不相容的流体中，并在管线中循环。
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