CN117580928A - 蓄热结构体以及蓄热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓄热结构体，其能够防止化学蓄热材料被反应介质冲走或吹飞等导致的化学蓄热材料的流出，并且稳定地进行蓄热或发热反应。一种蓄热结构体具有密封容器以及被密封在密封容器中的化学蓄热材料，其特征在于，所述密封容器在至少一部分中含有水蒸气透过部件，所述化学蓄热材料含有选自：氧化镁、氢氧化镁、以及选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐、有机盐及卤化物中的至少一种物质，所述物质是通过水合反应而发热和/或通过脱水反应而蓄热的物质，所述水蒸气透过部件的透湿度为200～10000g/(m2·24h)。
Description
技术领域
本发明涉及蓄热结构体以及蓄热系统。
背景技术
作为应对全球变暖的对策，寻求着节省资源、节省能量，而近年来对从工厂排放的废热(废气热量)关注的未利用热活用技术的研发和导入正日趋活跃。作为未利用热活用技术之一，蓄热技术通过储存未利用热，可以选择需要热的时间、场所来发热，因此有望对能量的有效利用做出巨大的贡献。
蓄热技术一般有3种：利用了物质的比热的显热蓄热、利用了物质的状态变化的潜热蓄热、利用了物质的化学变化的化学蓄热。其中化学蓄热利用了蓄热材料与水、氨等特定的反应介质进行反应而产生热，在热产生后通过加热而使反应介质脱离，并返回至原来的蓄热材料这一特性，根据该特性，只要不供给反应介质，就能够维持蓄热状态(如果有反应介质就能发热的状态)，因此化学蓄热适合长期的蓄热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-302844号公报
发明内容
发明所要解决的课题
化学蓄热必须在考虑伴随着化学反应的一系列现象的基础上，为蓄热及发热创造一个稳定的机制，并且面临着各种课题。例如存在如下课题，即，因反应介质而引起发热反应时，就要减少各蓄热材料粒子的表面能量，蓄热材料粒子彼此凝聚，随之，与反应介质的接触面积减少，因此反应性下降这一课题。
对于上述课题，在专利文献1中公开了一种通过由具有可透过水分子的细孔的第二化合物来覆盖蓄热材料，从而抑制蓄热材料彼此的凝聚，并减少反应性的下降的吸热和放热材料。
然而，在专利文献1中记载的解决方案中，由于蓄热材料是微小粒子的集合体，因此如果反应介质是液体，则有可能会被冲走。此外，如果反应介质是气体，蓄热材料有可能容易飞舞而被吹飞。如此，蓄热材料有可能通过反应介质而流出。此外，在由第二化合物覆盖蓄热材料的工序中，需要调整使用的材料、工序，并且期望更简便的方法。
本公开提供一种蓄热结构体，其可防止化学蓄热材料被反应介质冲走或吹飞等导致的化学蓄热材料的流出，并且稳定地进行蓄热或发热反应。
用于解决课题的方案
本公开涉及一种蓄热结构体，其具有密封容器以及被密封在所述密封容器中的化学蓄热材料，其特征在于，
所述密封容器在至少一部分中含有水蒸气透过部件，
所述化学蓄热材料含有选自：
氧化镁、氢氧化镁、以及
选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐、有机盐及卤化物
中的至少一种物质，
所述化学蓄热材料是通过水合反应而发热和/或通过脱水反应而蓄热的物质，
所述水蒸气透过部件的透湿度为200～10000g/(m 2·24h)。
此外，本公开涉及一种蓄热系统，其具备：用于进行水合反应的水蒸气供给机、用于进行脱水反应的供热机以及蓄热器，其特征在于，
所述蓄热器具有本公开的蓄热结构体，
通过所述供热机向所述蓄热器输送热，
所述蓄热结构体中所包含的化学蓄热材料通过输送到所述蓄热器的热而进行脱水反应，从而对所述化学蓄热材料进行蓄热，
此外，通过所述水蒸气供给机向所述蓄热器输送水蒸气，
所述蓄热结构体中所包含的化学蓄热材料通过进行水合反应而取出化学蓄热材料所储存的热。
发明效果
根据本公开，能够提供一种防止化学蓄热材料因反应介质而流出，并且稳定地进行蓄热或发热反应的蓄热结构体。
附图说明
图1为表示蓄热结构体的一实施方式中的结构的示意图。
图2为表示蓄热结构体的一实施方式中的结构的示意图。
图3为表示蓄热系统的一实施方式中的结构的示意图。
具体实施方式
以下，列举优选的实施方式而对本公开所涉及的蓄热结构体以及蓄热系统的实施方式进行说明。此外，本公开并不局限于下述实施方式。
此外，在本公开中，除非另有说明，表示数值范围的“X以上Y以下”、“X～Y”的记载意味着包含作为端点的下限以及上限的数值范围。在阶段性记载数值范围的情况下，各数值范围的上限以及下限可任意组合。
而且，在本公开的化学蓄热材料中，除非另有说明，“氧化镁”、“无机盐”等的记载指的是酸酐以及具有任意水合数的水合物。
图1示出表示蓄热结构体的一实施方式中的结构的示意图。蓄热结构体由化学蓄热材料1和密封化学蓄热材料的密封容器2形成。该密封容器在至少一部分中含有具有不让液体的水通过而让水蒸气通过的性质(以下，将这种性质称作“透湿性”。此外，将具有透湿性的物质让水蒸气通过的程度称作“透湿度”)的水蒸气透过部件。只要密封容器2在至少一部分中含有水蒸气透过部件即可。密封容器2可整体由水蒸气透过部件形成。图1的蓄热结构体中，密封容器2由水蒸气透过部件形成。
化学蓄热材料1是通过水合反应而发热和/或通过脱水反应而蓄热的物质，含有选自氧化镁、氢氧化镁、以及选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐、有机盐及卤化物中的至少一种物质。其中，优选为，引起脱水反应的温度为200℃以下。由于引起脱水反应的温度为200℃以下，从而能够使用工厂的未利用热作为热源，从而可有效利用热。
从每质量的蓄热量多的角度出发，化学蓄热材料尤其优选含有选自由氧化镁、硫酸镁组成的组中的至少一种。
作为化学蓄热材料可含有的选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐、有机盐及卤化物，只要是通过水合反应而发热和/或通过脱水反应而蓄热的物质，则没有特别地限定。
在此，碱金属是指锂、钠、钾、铷、铯以及钫。此外，碱土类金属是指铍、镁、钙、锶、钡以及镭。作为碱金属优选为锂及钠，作为碱土类金属优选为镁及钙。
作为选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐优选为含有选自由碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、硅酸盐组成的组中的至少一种。此外，更优选为含有选自由Na2CO3·xH2O(x＝0～10)、Na3PO4·yH2O(y＝0～12)以及MgSO4·zH2O(z＝0～7)组成的组中的至少一种。
作为选自由所述碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐的示例的碳酸盐可列举出碳酸钙、碳酸钡等，作为磷酸盐可列举出磷酸镁、磷酸钠等，作为硫酸盐可列举出硫酸钠、硫酸镁等，作为硝酸盐可列举出硝酸镁、硝酸铝等，作为硅酸盐可列举出硅酸镁、硅酸钙等。
作为选自由所述碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的有机盐的示例可列举出甲酸盐、乙酸盐、辛酸盐等脂肪酸盐、邻苯二甲酸盐、苯甲酸盐等芳香族羧酸盐、p-甲苯磺酸盐、乙烷磺酸盐等的磺酸盐等。其中优选为乙酸盐。作为乙酸盐可列举出乙酸钠、乙酸钙、乙酸镁、乙酸镍、乙酸铜、乙酸锌、乙酸铅等。
作为选自由所述碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的卤化物的示例可列举出氟化镁、氟化钙等的氟化物、氯化镁、氯化钙等的氯化物、溴化镁、溴化钙等的溴化物、碘化镁、碘化钙等的碘化物。其中优选为氯化镁或氯化钙。
通过水合反应而蓄热的化学蓄热材料分为：通过水合反应而形成氢氧化物的化学蓄热材料和形成水合物的化学蓄热材料这2种。在形成氢氧化物的化学蓄热材料中，例如，通过式(1)所示的水合反应而发热、通过式(2)所示的脱水反应而蓄热。
MgO+H2O→Mg(OH)2 (1)
Mg(OH)2→MgO+H2O (2)
在形成水合物的化学蓄热材料中，例如通过式(3)所示的水合反应而发热，并通过式(4)所示的脱水反应而蓄热。但并不局限于在特定的水合数之间的反应。例如可以通过水合数1增加至水合数6的反应而发热，也可以通过水合数4减少至水合数2的反应而蓄热。
MgSO4+7H2O→MgSO4·7H2O (3)
MgSO4·7H2O→MgSO4+7H2O (4)
在化学蓄热材料之中，还有在水中溶解度高并在进行水合反应的过程、进行脱水反应的过程中溶解的物质。水合反应中的溶解是由于为了水合反应而赋予的水，脱水反应中的溶解是由从化学蓄热材料自身脱离的水分而产生的。作为这种物质例如可列举出MgSO4·7H2O、钾矾KAl(SO4)2·12H2O、硫代硫酸钠Na2S2O3·5H2O、碳酸钠Na2CO3·10H2O。在化学蓄热材料溶解而成为化学蓄热材料水溶液的情况下，本公开的蓄热结构体中化学蓄热材料被密封在密封容器中、且密封容器在至少一部分中含有具有规定的透湿度的水蒸气透过部件，由于化学蓄热材料水溶液不会从密封容器流出，因此本公开在这种情况下特别有效。
关于化学蓄热材料的形态，只要化学蓄热材料能够进行水合反应，就没有特别地限定，但为了与水分反应性升高而优选表面积大的粉状、颗粒状，更优选为多孔质。
关于化学蓄热材料的水合反应，为了水合反应而赋予的水分可以是液体的水，也可以是水蒸气。但在使用水蒸气的情况下，由于密封容器在至少一部分中具有水蒸气透过部件，因此可以是密封容器不能开闭的结构，在使用液体的水的情况下，优选密封容器的一部分成为能开闭的结构。
作为本实施方式的蓄热结构体的使用方法的一例，对于被密封在密封容器中的蓄热状态的化学蓄热材料，将密封容器的一部分开封并注入液体的水，立即关闭密封容器。当注入水时，因水合反应的发热开始。此外，由于在反应后化学蓄热材料也不流出，因此如果化学蓄热材料脱水而返回至蓄热状态，则可重复使用。
作为其他的使用方法的一例，在使用水蒸气的情况下，从密封容器之外供给水蒸气，使化学蓄热材料进行因水合反应的发热。由于在反应后化学蓄热材料也不会流出，因此如果脱水而返回至蓄热状态，则可重复使用。即使在使用水蒸气的情况下，只要在水合及脱水时被密封，密封容器的一部分也可以具有可开闭的结构。
作为其他的使用方法，例如也可并用液体的水和水蒸气。
无关乎反应介质，可以重复进行来自化学蓄热材料的发热，但也可以仅使用1次。
关于化学蓄热材料的脱水反应，只要是对化学蓄热材料加热的方法，就没有特别地限制，但优选脱水反应的温度为200℃以下。通过脱水反应的温度为200℃以下，从而能够使用工厂的未利用热作为热源，可有效利用热。
可以在将化学蓄热材料密封在密封容器中的状态下进行脱水反应，也可以在仅将化学蓄热材料脱水后密封在密封容器中。
密封容器2密封化学蓄热材料。通过在密封容器中密封化学蓄热材料，从而可得到化学蓄热材料不会从密封容器流出这一效果。在此“在密封容器中密封化学蓄热材料”是指用密封容器包围化学蓄热材料的周围，化学蓄热材料不会从密封容器流出，使密封容器外部的水不能侵入密封容器内部的状态。当然，这并不妨碍在密封容器中设置能够解除密封的的机构。
密封容器的材质没有特别地限定，但期望是可承受使用温度的材质。使用温度有在水合时到达的最高温度和化学蓄热材料的脱水温度这两种。在化学蓄热材料只使用一次的情况下，如果在密封容器密封前将化学蓄热材料脱水，则可仅承受在水合时到达的最高温度即可，但在密封容器密封的状态下重复使用的情况下，则要求密封容器具有与化学蓄热材料的脱水温度对应的耐热性。
从这种角度出发，密封容器的耐热温度优选为70℃以上，更优选为100℃以上。此外，优选为900℃以下，更优选为700℃以下。
此外，密封容器的耐热温度是指密封容器的熔点，密封容器的熔点可通过公知的方法来测定。例如，通过在密封容器的一部分中进行差示扫描量热法(differentialscanning calorimetry，DSC)或差热分析(Differential Thermal Analysis，DTA)等的热分析，从而能够测定密封容器的熔点。此外，密封容器的耐热温度可通过改变密封容器的材质来调节。
此外，在化学蓄热材料的脱水温度低于400℃的情况下，密封容器的材质优选为树脂、金属的多孔体、陶瓷的多孔体，在400℃以上的情况下，优选为耐热性高的金属或陶瓷的多孔体。
密封容器优选为薄膜。作为薄膜的厚度，没有特别地限制，但优选为1μm以上，更优选为10μm以上。此外，优选为1mm以下，更优选为250μm以下。
密封容器在至少一部分中含有水蒸气透过部件。密封容器整体可以是水蒸气透过部件，图1为其示例，密封容器整体作为水蒸气透过部件来发挥作用。水蒸气透过部件具有透湿性。
为了保持化学蓄热材料并且引起水合和/或脱水反应，水蒸气透过部件具有透湿性，并且水蒸气透过部件的透湿度为200～10000g/(m2·24h)。
通过水蒸气透过部件的透湿度具有成为上述范围的透湿性，从而水蒸气透过部件不会让液体的水透过，可得到使水蒸气透过的效果。因此，在使用水作为反应介质的情况下，也可以获得化学蓄热材料不会流出这一效果。此外，作为反应介质可使用水蒸气。并且，化学蓄热材料不会被水蒸气吹飞。而且，在水中的溶解度高的化学蓄热材料在进行水合反应的过程或进行脱水反应的过程中，即使在密封容器之中溶解，也不会流出到密封容器之外。
当水蒸气透过部件的透湿度低于200g/(m2·24h)时，在脱水时从蓄热材料产生的水蒸气不会逃逸到密封容器之外，并且密封容器内的压力变高，密封容器的密封容易被破坏。
此外，当水蒸气透过部件的透湿度高于10000g/(m2·24h)时，水蒸气透过部件的耐水压变低，并且液化的蓄热材料有可能逐渐渗出到水蒸气透过部件的表面上。
水蒸气透过部件的透湿度优选为2000～9800g/(m2·24h)，以使在脱水时产生的水蒸气能够顺畅地排向密封容器之外。由此，可得到防止伴随着密封容器的内压上升的密封容器的密封破损的效果。而且，为了增加水蒸气的摄入量并促进水合反应而更优选为5000～9600g/(m2·24h)。
调整水蒸气透过部件的透湿性的方法没有特别地限制，例如可使水蒸气透过部件具有细孔3。
只要水蒸气透过部件的透湿度成为上述的范围，水蒸气透过部件的细孔3的直径没有特别地限制。由于气体状的水分子的尺寸为0.38nm、液体状的水粒子的尺寸为100μm～3000μm，因此从让气体状的水分子透过而不让液体状的水分子透过这一角度出发，优选为0.38nm以上，优选为100μm以下。此外，根据水蒸气透过部件表面的拨水性、耐水压，适当的细孔的尺寸不同，因此不局限于此。
水蒸气透过部件的材质只要满足上述透湿度，则没有特别地限制，但为了蓄热结构体成为柔性的状态，水蒸气透过部件优选为含有树脂。树脂优选为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等的聚烯烃树脂、热塑性聚氨酯(TPU)的聚氨酯树脂等的具有可挠性的树脂，更优选为耐热温度高的全氟烷氧基烃(Perfluoroalkoxy alkane，PFA)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂等的氟树脂、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等的聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、硅橡胶等的硅树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、直链型聚苯硫醚、交联型聚苯硫醚等的聚苯硫醚(PPS)树脂、聚酯(PEs)树脂，进一步优选为具有高耐药性、高耐腐蚀性的聚四氟乙烯(PTFE)树脂。此外，水蒸气透过部件可以将涂氟玻璃布那样的树脂、与无机物等的其他的材料组合在一起而成。
“透湿度”为在一定时间内穿过单位面积的膜状物质的水蒸气量，在本公开中是基于JIS Z 0208而测定的。
具体地，将JIS K 8123的无水氯化钙(穿过标准筛2380μm而不穿过标准筛590μm)35g～40g作为吸湿剂，平放入JIS L 1099的透湿杯中。然后，将从密封容器切出的薄片装到透湿杯中，使用油化合物(Oil compound)作为封蜡剂来进行封缄，从而制作出样品。此外，在透湿杯中不放入吸湿剂来进行同样的操作，从而制作出空白杯。
将以上述方式所得到的样品和空白杯静置在温度40±0.5℃、相对湿度90±2％、风速0.5～2.5m/s的恒温恒湿装置内，以一定的时间间隔取出进行称量，测定质量增加。样品的质量增加是由于因吸湿剂吸收了水分而导致的吸湿剂的质量增加和含有薄片的透湿杯的质量增加的合计，因此以空白杯的质量增加来进行校正。
此外，在JIS Z 0208中记载了“需要在吸湿剂的质量增加10％以上之前结束测定”。这是因为当吸湿剂的质量增加10％以上时，吸湿剂的反应性下降，有可能造成无法进行正确的测定。
在本公开中，由于包含透湿度高的水蒸气透过部件，因此为了让吸湿材料的质量增加不超过10％而对短时间内的质量增加进行评价。此外，为了确认质量增加是一定的，而确认了在恒温恒湿装置中静置之后至1小时后为止的1小时的质量增加和静置后1小时后至2小时后为止的1小时的质量增加为5％以内，根据静置后1小时后至2小时后为止的1小时的质量增加，用下述式(6)来计算出透湿度。
透湿度(g/(m2·24h))＝240×m/(t·s)(6)
s：透湿面积(cm2)
t：进行测定的最后两次称量间隔的时间的合计(h)。本公开中为1小时。
m：进行测定的最后两次称量间隔的增加质量的合计(mg)。本公开中是以1小时后至2小时后的1小时增加了的质量。
本公开的蓄热结构体能够抑制在水合和/或脱水时化学蓄热材料流出到密封容器之外，因此理论上可重复使用。
作为从化学蓄热材料产生的热的使用方法，由于产生的热被传递到密封容器而加热密封容器，因此只要使密封容器与加热对象接触就能够加热。此外，不仅仅接触加热，还有其他的加热方法。在为了水合反应而赋予的的水分为液体的水的情况下，与化学蓄热材料的水合速度比水蒸气快，迅速产生热，因此赋予的水沸腾而成为高温的水蒸气，可使用该水蒸气来对加热对象进行加热。为了水合反应而赋予的水分为水蒸气的情况下，水蒸气通过与化学蓄热材料的反应而被加热，并且水蒸气作为暖风来发挥作用，因此可使用透过了水蒸气的的透过部件的水蒸气来对加热对象进行加热。
图2为表示本公开的蓄热结构体的另一实施方式中的结构的示意图。在本实施方式中，密封容器由上述的本公开的化学蓄热材料4、密封容器本体5以及水蒸气透过部件6构成。如此，密封容器也可以为其一部分包含水蒸气透过部件的结构。通过水蒸气出入水蒸气透过部件，从而可作为蓄热结构体来使用。在图2中，密封容器本体可以是不让水蒸气透过的部件，但也可以是水蒸气透过部件。
图3为表示本公开的蓄热系统的一实施方式中的结构的示意图。本实施方式由具有上述的本公开的蓄热结构体的蓄热器13、作为进行水合反应的水蒸气供给机的送风机7以及储水槽8、水9、作为用于进行脱水反应的供热机的热风发生机10、利用从蓄热器产生的热的加热室11、热风出口12构成。
在图3中进行发热的顺序例如如下。
蓄热器13以可将从水蒸气供给机输送的水蒸气供给至化学蓄热材料的方式具备具有蓄热状态的化学蓄热材料的蓄热结构体。此时，可以在蓄热器13具备新具有蓄热状态的化学蓄热材料的蓄热结构体，也可以将具有已发热的状态(以下称作未蓄热状态)的化学蓄热材料的蓄热结构体按照后述的蓄热顺序为蓄热状态。
然后，通过送风机7进行送风，并且从储存有水9的储水槽8向蓄热器13输送水蒸气。通过水蒸气被输送至蓄热器13，蓄热器13所具有的蓄热结构体中的化学蓄热材料进行水合反应。由水合反应产生的热来加热蓄热器13，并且由水合反应产生的热被输送至加热室11。其结果为，在加热室11中可利用热。此时，可以在加热室11中设置加温的对象，也可以在蓄热器13中设置加热的对象。
在图3中进行蓄热的顺序例如如下。
在蓄热器13中以可将从供热机输送的热供给至化学蓄热材料的方式具备具有未蓄热状态的化学蓄热材料的蓄热结构体。此时，可以在蓄热器13具备新具有未蓄热状态的化学蓄热材料的蓄热结构体，也可以进行前述的发热顺序将具有蓄热状态的化学蓄热材料的蓄热结构体中化学蓄热材料设为未蓄热状态。
然后，通过热风发生机10来产生热风，热风被输送至蓄热器13。通过热风被输送至蓄热器13，蓄热器13所具有的蓄热结构体中的化学蓄热材料进行脱水反应。通过脱水反应，化学蓄热材料成为蓄热状态。
此外，通过脱水反应而产生的水蒸气可以在储水槽中凝缩而用于水合反应。用于脱水的热源使用工厂的未利用热时，可以有效地利用热。
实施例
以下列举实施例来对本公开进行更具体地说明，但本公开并不受到以下的实施例限制。
[实施例1]
(蓄热结构体的制作)
在作为密封容器的PTFE制三面袋23mm×23mm×t0.1mm中放入0.200g化学蓄热材料MgSO 4·7H 2O，并通过焊接PFA膜来密封开口部，从而制作出蓄热结构体。
(蓄热结构体的脱水)
称量制作出的蓄热结构体后，在电气炉内进行加热并进行脱水直至质量不减少为止。加热温度在水从化学蓄热材料脱离的温度以上且密封容器的耐热温度以下进行。作为脱水的确认，从蓄热结构体中取出化学蓄热材料，并使用株式会社理学(rigaku)制X线衍射装置SmartLab来进行结构分析，确认了变成一部分或全部的水脱去的结构。
(蓄热结构体的水合)
将脱水的蓄热结构体静置在恒温恒湿装置中，定期地称量并进行水合反应，直至质量增加停止为止。作为水合的确认，与脱水同样地使用株式会社理学(rigaku)制X线衍射装置SmartLab来进行结构分析，确认了化学蓄热材料恢复至原结构。
(防流出的评价)
进行上述的脱水和水合来对制作出的蓄热结构体的化学蓄热材料的防流出效果进行评价。作为评价指标，使用了密封容器的密封状态和水从密封容器表面渗出。各项评价基准定为如下。
密封容器的密封状态的确认为，在脱水时从化学蓄热材料产生的水蒸气是否能够排向密封容器之外的评价，目测密封有无破损。水的渗出确认根据将蓄热结构体从恒温恒湿槽中取出并使密封容器的表面与氯化钴试纸接触时的氯化钴试纸的颜色来进行判断。在氯化钴试纸未变成红色的情况下，判断为水未从密封容器表面渗出，在变成红色的情况下，判断为水从密封容器表面渗出。将评价结果示于表1-1。
〔密封容器的密封状态〕
A：在脱水中密封容器的密封未破损。
B：在脱水中密封容器的密封破损。
〔水从密封容器表面渗出〕
A：在水合中未引起水从密封容器表面渗出。
B：在水合中引起水从密封容器表面渗出。
〔防流出效果〕
在作为评价指标的密封容器的密封状态以及水从密封容器表面的渗出均为评价A的情况下，化学蓄热材料未从密封容器流出。
在密封容器的密封状态以及水从密封容器表面的渗出均为评价B的情况下，化学蓄热材料从密封容器流出。
[实施例2～47]
将表1-1或者表1-2中记载的化学蓄热材料0.200g放入作为密封容器的23mm×23mm(厚度根据材质、透湿度而不同)的三面袋中，通过热压接、热熔剂的焊接、或者耐热性的胶带(中兴化成工业株式会社API-214A)来密封开口部，从而制作出蓄热结构体。三面袋使用市售品或者加工了表1-1或者表1-2中记载的材质的透湿性膜的物品，并且即使是同一材质，也可以根据厚度、细孔径来调整透湿度。材质为结晶性树脂的情况下，通过双轴延伸法来制作，并且在玻璃化转变点以上熔点以下的温度下将各原材料制成糊料状，在挤出成形后，通过与挤出方向垂直地延伸，从而制作出水蒸气透过部件。通过控制延伸温度和延伸倍率而调控厚度、细孔径。此外，在非结晶性树脂的PI等的情况下，采用相分离法来制作，并将混合了各原材料和二氧化硅等的微粒子的糊料涂覆成形为薄膜状，在加热固化后，用氟化氢水等来除去微粒，从而制作出水蒸气透过部件。根据成形体的厚度来调整水蒸气透过部件的厚度，通过除去的微粒的尺寸、添加率来调整气孔率。制作出的蓄热结构体在电炉内在蓄热材料的水的脱水温度以上且密封容器的耐热温度以下进行脱水，然后，在适合于各化学蓄热材料的水合条件下进行水合反应，并对化学蓄热材料的防流出效果进行评价。将结果示于表1-1以及表1-2。
[比较例1～2]
以与实施例同样的方法来制作蓄热结构体，并以与实施例同样的方法来评价防流出效果。
[表1-1]
表1-1
[表1-2]
表12
表1-1以及表1-2中的PTFE表示聚四氟乙烯树脂，PI表示聚酰亚胺树脂，PP表示聚丙烯树脂，PE表示聚乙烯树脂，TPU表示热塑性聚氨酯树脂，PEEK表示聚醚醚酮树脂，PPS表示聚苯硫醚树脂，PEs表示聚酯树脂。
本公开涉及以下结构。
(结构1)
一种蓄热结构体，具有密封容器以及被密封在所述密封容器中的化学蓄热材料，其中，
所述密封容器在至少一部分中含有水蒸气透过部件，
所述化学蓄热材料含有选自：
氧化镁、氢氧化镁、以及
选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐、有机盐及卤化物
中的至少一种物质，
所述化学蓄热材料是通过水合反应而发热和/或通过脱水反应而蓄热的物质，
所述水蒸气透过部件的透湿度为200～10000g/(m 2·24h)。
(结构2)
根据结构1所述的蓄热结构体，其中，所述密封容器的耐热温度为70℃以上700℃以下。
(结构3)
根据结构1或2所述的蓄热结构体，其中，所述水蒸气透过部件含有树脂。
(结构4)
根据结构3所述的蓄热结构体，其中，所述树脂包括选自由氟树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、聚醚醚酮树脂、聚苯硫醚树脂以及聚酯树脂组成的组中的至少一种。
(结构5)
根据结构3或4所述的蓄热结构体，其中，所述树脂包括聚四氟乙烯树脂。
(结构6)
根据结构1～5中任一项所述的蓄热结构体，其中，所述密封容器为薄膜。
(结构7)
根据结构1～6中任一项所述的蓄热结构体，其中，选自由所述碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐包括选自由碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐以及硅酸盐组成的组中的至少一种。
(结构8)
根据结构1～7中任一项所述的蓄热结构体，其中，选自由所述碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐包括选自由Na 2CO 3·xH2O(x＝0～10)、Na 3PO 4·yH 2O(y＝0～12)以及MgSO 4·zH 2O(z＝0～7)组成的组中的至少一种。
(结构9)
一种蓄热系统，其具备用于进行水合反应的水蒸气供给机、用于进行脱水反应的供热机以及蓄热器，其中，
所述蓄热器具有结构1～8中任一项所述的蓄热结构体，
通过所述供热机向所述蓄热器输送热，
所述蓄热结构体中所包含的化学蓄热材料通过输送到所述蓄热器的热来进行脱水反应，从而对所述化学蓄热材料进行蓄热，
此外，通过所述水蒸气供给机向所述蓄热器输送水蒸气，
所述蓄热结构体中所包含的化学蓄热材料通过进行水合反应而取出化学蓄热材料所储存的热。
标号说明
1化学蓄热材料、2密封容器、3细孔、4化学蓄热材料、5密封容器本体、6水蒸气透过部件、7送风机、8储水槽、9水、10热风发生机、11加热室、12热风出口、13蓄热器。
Claims (9)
1.一种蓄热结构体，具有密封容器以及被密封在所述密封容器中的化学蓄热材料，其特征在于，
所述密封容器在至少一部分中含有水蒸气透过部件，
所述化学蓄热材料含有选自：
氧化镁、氢氧化镁、以及
选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐、有机盐及卤化物
中的至少一种物质，
所述化学蓄热材料是通过水合反应而发热和/或通过脱水反应而蓄热的物质，
所述水蒸气透过部件的透湿度为200～10000g/(m 2·24h)。
2.根据权利要求1所述的蓄热结构体，其特征在于，
所述密封容器的耐热温度为70℃以上700℃以下。
3.根据权利要求1或2所述的蓄热结构体，其特征在于，
所述水蒸气透过部件含有树脂。
4.根据权利要求3所述的蓄热结构体，其特征在于，
所述树脂包括选自由氟树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、聚醚醚酮树脂、聚苯硫醚树脂以及聚酯树脂组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述的蓄热结构体，其特征在于，
所述树脂包括聚四氟乙烯树脂。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的蓄热结构体，其特征在于，
所述密封容器为薄膜。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的蓄热结构体，其特征在于，
所述选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐包括选自由碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐以及硅酸盐组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的蓄热结构体，其特征在于，
所述选自由碱金属、碱土类金属、铝、锰、铁、镍、铜、锌以及铅组成的组中的至少一种的无机盐包括选自由Na2CO3·xH2O(x＝0～10)、Na3PO4·yH2O(y＝0～12)以及MgSO4·zH2O(z＝0～7)组成的组中的至少一种。
9.一种蓄热系统，其具备用于进行水合反应的水蒸气供给机、用于进行脱水反应的供热机以及蓄热器，其特征在于，
所述蓄热器具有权利要求1～8中任一项所述的蓄热结构体，
通过所述供热机向所述蓄热器输送热，
所述蓄热结构体中所包含的化学蓄热材料通过输送到所述蓄热器的热而进行脱水反应，从而对所述化学蓄热材料进行蓄热，
此外，通过所述水蒸气供给机向所述蓄热器输送水蒸气，
所述蓄热结构体中所包含的化学蓄热材料通过进行水合反应而取出化学蓄热材料所储存的热。
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