JP2000282018A - 蓄熱材組成物およびそれを用いた暖房装置 - Google Patents
蓄熱材組成物およびそれを用いた暖房装置Info
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Abstract
加に対応可能な、蓄熱材の融点を40〜45℃に設定し
た簡便な床暖房装置あるいは壁面暖房装置に適した潜熱
蓄熱材組成物及びそれを用いた暖房装置を提供するす
る。 【解決手段】(1)(a)酢酸ナトリウム3水塩又は酢酸
ナトリウム無水物の該無水物換算濃度が52〜60重量
%である水溶液を50〜89重量%、(b)臭化ナトリウ
ムを10〜30重量%、(c)乳酸ナトリウム、グリコー
ル酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリ
ウム、Dグルコース、Dソルビトールよりなる群から選
ばれた少なくとも1種を1〜20重量%、を混合するこ
とを特徴とする蓄熱材組成物(以下、本発明組成物と記
す)。 (2)固液分離防止剤及び/又は過冷却防止剤を更に加
えた上記(1)に記載の蓄熱材組成物。 (3)上記(1)又は(2)に記載の蓄熱材組成物を用
いた暖房装置。
Description
いられる潜熱蓄熱材組成物に関する。
熱材料として利用しようとする提案が数多くなされてお
り、既に床暖房等の分野において実用化されている。塩
水和物の中でも酢酸ナトリウム3水塩は融点58℃、融
解熱量約60cal/gの特性を有することから、蓄熱
材料候補として注目されてきたものである。一方、建造
物の床暖房用途に通常、低温やけど等を考慮して床表面
温度を約25℃にとする為に、融点約32℃の潜熱蓄熱
材が実用化されており、輻射熱による住空間の快適化に
寄与している。最近の戸建住宅においては床仕上材ある
いはカーペット等の敷物などにより床暖房装置上の床部
分や敷物等の厚みが増加する傾向にあり、そのため伝熱
特性の低下をきたすことがある。そこで、蓄熱材の融点
を40〜45℃に設定することが提案されている。
下に例示する。ヒートポンプを熱源とする場合に55〜
58℃の温水で融解する必要がある。そのため、酢酸ナ
トリウム3水塩の融点を48〜52℃に調整する手段を
提供する提案がいくつかなされている。特開昭53−1
4173号公報には塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、
ギ酸ナトリウム、酢酸リチウムなど、特開昭57−10
2982号公報にはハロゲン化合物、特開昭57−11
5482号公報には酢酸マグネシウム、特開昭58−7
9081号公報には炭素数1〜6のカルボン酸などが例
示される。また、融点約40℃付近に調整する手段とし
て酢酸ナトリウム3水塩とチオ硫酸ナトリウム5水塩
(ハイポ)との等モル混合物が特公昭54−36996
号公報に提案されている。この組成はチオ硫酸ナトリウ
ム5水塩65重量%に相当し、酢酸ナトリウム3水塩は
融点調整剤として加えられていること、実施例1に記載
されているようにハイポを溶かさないで種結晶として添
加する為の種結晶温存管を備えた蓄熱槽が必要であるこ
とが記されている。他方、潜熱蓄熱材を用いた暖房装置
としては、特開平10−299236号公報に発熱体と
潜熱蓄熱材等が一体に組み合わされた暖房パネルが、特
開平7−12479号公報に潜熱蓄熱材を攪拌するプロ
ペラ等の攪拌機を備えた暖房装置等が紹介されている。
の床暖房装置上の床部分や敷物等の厚み増加に対応可能
な、蓄熱材の融点を40〜45℃に設定した簡便な床暖
房装置あるいは壁面暖房装置に適した潜熱蓄熱材組成物
及びそれを用いた暖房装置を提供するものである。
況下に鋭意検討を重ねた結果、酢酸ナトリウム3水塩を
主成分として、融点調節剤に、臭化ナトリウムを第1成
分とし、乳酸ナトリウム等の塩類やDグルコース等を第
2成分として用いることにより、潜熱蓄熱蓄熱材の融点
を40〜45℃に設定でき、且つ、該組成物が簡便な床
暖房装置あるいは壁面暖房装に適用できることを見出
し、本発明を完成するに至った。
(4)を提供する。 (1)(a)酢酸ナトリウム3水塩又は酢酸ナトリウム無
水物の該無水物換算濃度が52〜60重量%である水溶
液を50〜89重量%、(b)臭化ナトリウムを10〜3
0重量%、(c)乳酸ナトリウム、グリコール酸ナトリウ
ム、ギ酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、Dグル
コース、Dソルビトールよりなる群から選ばれた少なく
とも1種を1〜20重量%、を混合することを特徴とす
る蓄熱材組成物(以下、本発明組成物と記す)。 (2)固液分離防止剤を更に加えた上記(1)に記載の
蓄熱材組成物。 (3)過冷却防止剤を更に加えた上記(1)又は(2)
に記載の蓄熱材組成物。 (4)上記(1)〜(3)に記載の蓄熱材組成物を用い
た暖房装置。
く説明する。本発明組成物は酢酸ナトリウム3水塩を主
成分とし、特定の融点調整剤を添加することにより融点
40〜45℃の組成物を与えるものであり、また必要に
応じてこれに固液分離防止剤、過冷却防止剤を添加した
組成物を与えるものである。
用する主成分は酢酸ナトリウム3水塩である。本発明組
成物においては、原料として3水塩または無水物のいず
れを用いてもよいが、酢酸ナトリウムと水との割合を酢
酸ナトリウム無水物濃度52〜60重量%の水溶液とし
て用いる。52重量%未満では蓄熱量が低くなりすぎ、
60重量%を超えると酢酸ナトリウム無水物が不溶分と
して常に存在することになり、この分は蓄熱量に寄与し
ないので好ましくない。
溶液の混合割合は50〜89重量%であって、以下に述
べる融点調整剤の添加量に依存する。本発明組成物にお
いて、融点調整剤は2成分からなり(b)臭化ナトリウ
ムを第1成分とし、(c)乳酸ナトリウム、グリコール
酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウ
ム、Dグルコース、Dソルビトールよりなる群から選ば
れた少なくとも1種を第2成分とする。臭化ナトリウム
は融点調整効果の大きな第1成分であり、本発明組成物
における混合割合は10〜30重量%である。10重量
%より少ないと第2成分を加えても融点の低下が十分で
ない。臭化ナトリウムの溶解度は酢酸ナトリウム水溶液
濃度に依存するが約20重量%である。これ以上添加し
た場合は不溶分として残存することになる。なお、融点
調整剤の第1成分である臭化ナトリウムを30%以上添
加することは差し支えないが、不溶分が増加するだけで
あり、その分だけ蓄熱量は減少するので好ましくない。
ける混合割合は、乳酸ナトリウム、グリコール酸ナトリ
ウム、ギ酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、Dグ
ルコース、Dソルビトールのそれぞれの無水物換算で1
〜20重量%である。1重量%未満では融点低下効果が
小さく、20重量%を超えて添加しても溶解度を超えて
いるのでいずれも好ましくない。
いときに融点が2つ存在する場合がある。融点が単一で
あることが望ましい場合は添加量を調整して用いる。乳
酸ナトリウムとグリコール酸ナトリウムは融点約40℃
の組成でも単一の融点を示し、特に好ましい成分であ
る。
応じて固液分離防止剤を用いてもよい。好ましい固液分
離防止剤としてはポリアクリルアミド、部分加水分解ポ
リアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボ
キシルメチルセルロースなどの高分子系増粘剤、高吸水
性樹脂、無機系増粘剤などが例示される。好ましい全組
成物中の添加割合は1〜10重量%である。1重量%未
満では高粘性が期待できないことがあり10重量%を超
えると粘性の点では好ましいが希釈効果のために蓄熱量
の低下をもたらすことがある。
却防止剤を用いてもよい。酢酸ナトリウム3水塩に対す
る過冷却防止剤として、リン酸水素二ナトリウム、塩化
ナトリウム、臭化ナトリウムが挙げられ、そのまま添加
するか、これらを担持結晶として酢酸ナトリウム3水塩
を表面に吸着させて用いる。この中で臭化ナトリウムは
本発明における融点調整剤として用いるので両方の作用
を兼ねさせるので特に好ましいが、本発明組成物におけ
る混合割合は30重量%を超えないことが好ましい。本
発明において、過冷却防止剤は加熱時、冷却時にいずれ
も結晶として存在している必要があり、そのためには溶
解度以上の量を添加する必要がある。溶解度は共存イオ
ン種および液温に依存するため全組成物中の添加割合を
特定することは難しいが0.1〜10重量%が好まし
く、0.5〜5重量%が更に好ましい。
成物を用いて、特開平10−299236号公報等に記
載の方法により発熱体と潜熱蓄熱材等が一体に組み合わ
された暖房パネルが、また、特開平7−12479号公
報等に記載の方法により潜熱蓄熱材を攪拌するプロペラ
等の攪拌機を備えた暖房装置、等の暖房装置を製作する
ことができる。さらに、深夜電力を利用した戸建住宅等
の床暖房等の暖房等にも利用できる。
45℃に調整され、最近の床暖房装置上の床部分や敷物
等の厚み増加に対応可能な、簡便な床暖房装置あるいは
壁面暖房装置に適した潜熱蓄熱材組成物が提供される。
るが、本発明がこれらに限定されるものではない。
7.7g、水13.3gをとり、62℃水浴中で30分
間加熱した後、酢酸ナトリウム18.1gを添加して加
熱を続けると溶解して透明な溶液を得た。これに臭化ナ
トリウム12.0gを加えて30分間加熱した後、部分
加水分解ポリアクリルアミド(住友化学工業(株)製
「スミフロックFA-30」2.4g)を加え、10分
後にアルミラミネート袋に充填した。これに酢酸ナトリ
ウム3水塩の種結晶を少量添加した後アルミラミネート
袋をシールし、室温で一夜静置すると全体が固化した。
これの表面に熱電対を貼付し、低温恒温器に入れて、2
0℃から60℃まで3℃/時で昇温して融点を測定し、
60℃で5時間保持したのちに、60℃から20℃まで
3℃/時で降温して凝固点を測定した。融点45.2
℃、凝固点37.6℃であった。
い例) 100mlビーカーに水13.4gをとり、62℃水浴
中で30分間加熱した後、酢酸ナトリウム18.6gを
添加して加熱を続けると溶解して透明な溶液を得た。こ
れにリン酸水素二ナトリウム4.0gを加えて30分間
加熱した後、部分加水分解ポリアクリルアミド(前出)
2.0gを加え、10分後にアルミラミネート袋に充填
した。以下実施例1と同様に操作した。融点58.2
℃、凝固点を55.2℃であった。
を含む例) 実施例1において酢酸ナトリウム18.6g、水13.
4g、臭化ナトリウム8.0g(比較例2)、または酢
酸ナトリウム17.4g、水12.6g、臭化ナトリウ
ム10.0g(比較例3)とし、乳酸ナトリウムを添加
しないこと以外は実施例1と同様に操作した。融点はい
ずれも47.9℃であり、臭化ナトリウムを20重量%
以上添加しても融点が変わらないことを示している。
10重量%、臭化ナトリウム19または24重量%添加
して、実施例1と同様に操作した。融点は表1に示すよ
うに45℃以下であった。
を含む例) 実施例1において添加剤を14または19重量%とし、
臭化ナトリウムを添加しないこととして実施例1と同様
に操作した。融点は51〜53℃であった。
物質を用いた例) 実施例1において乳酸ナトリウムに代えて表1に示す添
加剤を10重量%、臭化ナトリウム19重量%添加し
て、実施例1と同様に特作した。融点は表1に示すよう
に比較例2と同等であった。
Claims (6)
- 【請求項1】(a)酢酸ナトリウム3水塩又は酢酸ナト
リウム無水物の該無水物換算濃度が52〜60重量%で
ある水溶液を50〜89重量%、(b)臭化ナトリウム
を10〜30重量%、(c)乳酸ナトリウム、グリコー
ル酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリ
ウム、Dグルコース、Dソルビトールよりなる群から選
ばれた少なくとも1種を1〜20重量%、を混合するこ
とを特徴とする蓄熱材組成物。 - 【請求項2】固液分離防止剤を更に加えた請求項1記載
の蓄熱材組成物。 - 【請求項3】固液分離防止剤がポリアクリルアミド、部
分加水分解ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリ
ウム、カルボキシルメチルセルロースなどの高分子系増
粘剤、高吸水性樹脂、無機系増粘剤である請求項2記載
の蓄熱材組成物。 - 【請求項4】過冷却防止剤を更に加えた請求項1又は2
記載の蓄熱材組成物。 - 【請求項5】過冷却防止剤がリン酸水素二ナトリウム、
塩化ナトリウム、または臭化ナトリウムである請求項4
記載の蓄熱材組成物。 - 【請求項6】請求項1〜5記載の蓄熱材組成物を用いた
暖房装置。
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1999
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US11149179B2 (en) | 2017-02-08 | 2021-10-19 | Toho Gas Co., Ltd. | Latent heat storage material composition |
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JP2019123832A (ja) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | 東邦瓦斯株式会社 | 潜熱蓄熱材組成物 |
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