JP2004211056A - Heat storage material and heat storage system using heat storage material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄熱体及び蓄熱体を用いてなる蓄熱装置又は蓄熱システムに関する。蓄熱体とは、相変化により蓄熱性を有する油性物質を必須成分としてなる水分散体を含んでなり、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房装置における熱貯蔵システムに用いることができるものである。 The present invention relates to a heat storage device and a heat storage device or a heat storage system using the heat storage material. The heat storage body includes a water dispersion containing an oily substance having heat storage property by phase change as an essential component, and is used for a heat storage system in a large-scale building such as an office building or a factory, or in a cooling / heating device such as a home. Is what you can do.
潜熱を利用した油性蓄熱物質として、脂肪族炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステルが知られている。このような油性蓄熱物質は、固体から液体への相変化時に放熱し、液体から固体への相変化時に吸熱するという特性があり、これを熱貯蔵システムに利用して冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために活かそうとする技術が注目されている。例えば、油性蓄熱物質を含む蓄熱体を用いた蓄熱装置としては、蓄熱体を蓄熱槽と冷凍機との間で循環させることにより蓄熱体を冷却固化し、その融解時の吸熱効果を冷房に活かそうとするものが利用されている。 As an oil-based heat storage substance using latent heat, aliphatic hydrocarbons, fatty acids, and fatty acid esters are known. Such oil-based heat storage materials have the property of radiating heat during the phase change from solid to liquid and absorbing heat during the phase change from liquid to solid. This is used for heat storage systems to save energy and save energy for cooling and heating energy. Attention has been focused on technologies that can be used for purposes such as environmental protection and environmental protection. For example, as a heat storage device using a heat storage material containing an oil-based heat storage material, the heat storage material is cooled and solidified by circulating the heat storage material between a heat storage tank and a refrigerator, and the heat absorbing effect at the time of melting is utilized for cooling. What is being used is being used.
このような油性蓄熱物質を有効に利用するために、界面活性剤を用いて油性蓄熱物質と水との水中油滴型エマルションを作製して使用する方法が提案されている。例えば、パラフィン、水及び界面活性剤よりなるエマルジョンからなる蓄熱材料が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、相変化を伴う飽和炭化水素、水、界面活性剤及び特定の核発生剤を用いたエマルジョンからなる蓄熱材が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。これらの蓄熱材においては、界面活性剤を用いて油性物質を分散しているが、例えば、蓄熱槽中の蓄熱材が槽の上に分離してエマルジョンの分散性や流動性が低下することとなる。したがって、エマルションの安定性を向上するための工夫の余地があった。 In order to effectively utilize such an oil-based heat storage material, a method has been proposed in which a surfactant is used to prepare and use an oil-in-water emulsion of the oil-based heat storage material and water. For example, a heat storage material composed of an emulsion composed of paraffin, water and a surfactant is disclosed (for example, see Patent Document 1). Further, a heat storage material comprising an emulsion using a saturated hydrocarbon having a phase change, water, a surfactant, and a specific nucleating agent is disclosed (for example, see Patent Document 2). In these heat storage materials, the oily substance is dispersed using a surfactant.For example, the heat storage material in the heat storage tank is separated on the tank, and the dispersibility and fluidity of the emulsion are reduced. Become. Therefore, there is room for improvement for improving the stability of the emulsion.
また蓄熱材分散液に関し、25℃における粘度が特定の範囲にあり、温度成層型蓄熱用として用いられる蓄熱材の微小粒子の分散液について開示されている(例えば、特許文献3参照。)。この技術においては、分散剤を用いて蓄熱材の微小粒子を分散するが、実施例においては分散剤として水溶性ポリマーのみを用いており、エマルションの安定性を向上するための工夫の余地があった。 Further, the heat storage material dispersion has a viscosity at 25 ° C. within a specific range, and discloses a dispersion of fine particles of a heat storage material used for temperature-stratified heat storage (for example, see Patent Document 3). In this technique, fine particles of the heat storage material are dispersed using a dispersant, but in the examples, only a water-soluble polymer is used as a dispersant, and there is room for contriving to improve the stability of the emulsion. Was.
更に油性物質が、特定の親油性重合体粒子の内部に保持されている熱搬送媒体用の複合粒子に関し、界面活性剤を含む水溶液に、油性物質と架橋性単量体を含む単量体成分との混合溶液を添加して重合することにより熱搬送媒体を得たことが開示されている(例えば、特許文献4参照。)。このような熱搬送媒体は、使用時における重合体からの油性物質の滲み出しを充分に防止できることから、空調システム等に用いられる熱搬送媒体として好適なものである。また、このような熱搬送媒体の製造においては、保護コロイド剤の存在下で懸濁重合してもよいことが記載されている。しかしながら、このような製造方法により得られる熱搬送媒体の構成要素について検討し、油性物質の分散性や流動性、エマルションの安定性を向上させることで、蓄熱/放熱運転において凝固/融解を繰り返す蓄熱サイクルに対しても分散体としての安定性に優れる蓄熱体とする工夫の余地があった。 Further, the oily substance relates to composite particles for a heat transfer medium held inside a specific lipophilic polymer particle, and a monomer component containing an oily substance and a crosslinkable monomer in an aqueous solution containing a surfactant. It has been disclosed that a heat transfer medium was obtained by adding a mixed solution of the above and polymerizing (see, for example, Patent Document 4). Such a heat transfer medium is suitable as a heat transfer medium used in an air conditioning system or the like because it can sufficiently prevent oozing of an oily substance from a polymer during use. In addition, it is described that in the production of such a heat transfer medium, suspension polymerization may be performed in the presence of a protective colloid agent. However, by examining the components of the heat transfer medium obtained by such a manufacturing method, and by improving the dispersibility and fluidity of the oily substance and the stability of the emulsion, the heat storage that repeats solidification / melting in the heat storage / radiation operation is performed. There is room for devising a heat storage body having excellent stability as a dispersion even in cycles.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上され、しかもエマルションの安定性に優れる蓄熱体を提供することを目的とするものである。また、冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために好適に用いることができる蓄熱装置又は蓄熱システムを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a heat storage body in which the dispersibility of an oily substance is enhanced, the fluidity is improved, the heat transfer performance is improved, and the stability of the emulsion is excellent. The purpose is. Another object of the present invention is to provide a heat storage device or a heat storage system that can be suitably used for purposes such as labor saving and efficiency of cooling and heating energy, environmental protection, and the like.
本発明者等は、相変化により蓄熱性を有する油性物質を用いた蓄熱体について種々検討した結果、油性物質を水性媒体に分散したものが安全性が高く、各種の熱貯蔵システムに広く用いることができることに着目し、相変化により蓄熱性を有する油性物質を界面活性剤により水性媒体に分散させてエマルションの形態としたものが蓄熱体として好適であることを見いだした。そして、水性媒体における油性物質の分散状態が分散体の流動性や分散体としての安定性に関連することに着目し、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び界面活性剤を含んでなる分散体に保護コロイドとしてポリマー分散剤を用い、水中油滴型に分散させてなる分散体とすることで、油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上され、エマルションの安定性を向上させることができることを見いだした。これにより、エマルションが崩壊して油性物質が分離してくることがなく、蓄熱/放熱運転において凝固/融解を繰り返す蓄熱サイクルに対しても分散体としての安定性に優れる蓄熱体とすることができることから、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。
また本発明者等は、蓄熱体の性能向上について検討し、水中油滴型分散体中の油性物質を相変化により凝固させた状態で攪拌による剪断を加えたときに、該水中油滴型分散体の体積平均粒子径の変化量が、剪断を加える前の体積平均粒子径と比べて、±50%以内となる蓄熱体とすることで、油性物質の分散性や流動性、エマルションの安定性を向上させることができ、蓄熱/放熱運転において分散体の安定性に優れる蓄熱体となることを見いだし、本発明に到達したものである。
The present inventors have conducted various studies on a heat storage body using an oily substance having heat storage properties due to a phase change. As a result, it has been found that an oily substance dispersed in an aqueous medium has high safety and is widely used in various heat storage systems. Focusing on the fact that an oily substance having a heat storage property due to a phase change is dispersed in an aqueous medium with a surfactant to form an emulsion, it has been found that it is suitable as a heat storage body. Paying attention to the fact that the dispersion state of the oily substance in the aqueous medium is related to the fluidity of the dispersion and the stability as a dispersion, including an oily substance having a heat storage property due to a phase change, an aqueous medium, and a surfactant. By using a polymer dispersant as a protective colloid in the dispersion and dispersing it in an oil-in-water type, the dispersibility of the oily substance is increased, the fluidity is improved, and the heat transfer performance is improved. And found that the stability of the emulsion can be improved. As a result, it is possible to obtain a heat storage body having excellent stability as a dispersion even in a heat storage cycle in which solidification / melting is repeated in heat storage / radiation operation without causing the emulsion to disintegrate and an oily substance to be separated. From the above, they came up with the idea that the above problems can be solved successfully.
In addition, the present inventors studied the performance improvement of the heat storage body, and when the oily substance in the oil-in-water type dispersion was solidified by phase change and shearing was applied by stirring, the oil-in-water type dispersion was confirmed. Dispersion and fluidity of oil-based substances, stability of emulsion by making the heat storage body the variation of the volume average particle diameter of the body within ± 50% compared to the volume average particle diameter before applying shear Have been found to be excellent in the stability of the dispersion in the heat storage / radiation operation, and have reached the present invention.
すなわち本発明は、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体、界面活性剤及びポリマー分散剤を必須とする混合物を水中油滴型に分散させてなる分散体を含んでなる蓄熱体である。
以下に本発明を詳述する。
That is, the present invention is a heat storage body comprising a dispersion obtained by dispersing a mixture essentially including an oily substance having a heat storage property by a phase change, an aqueous medium, a surfactant, and a polymer dispersant in an oil-in-water type. .
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の蓄熱体は、相変化により蓄熱性を有する油性物質を界面活性剤とともにポリマー分散剤を必須として用いることにより水性媒体中に分散させてなる分散体を含んでなるものである。このように、界面活性剤とポリマー分散剤とを併用することで、これらの相乗効果によりエマルションの安定性を充分に向上することが可能となる。
なお、本発明においては、蓄熱体を構成することになるこれらの製造原料は、それぞれ1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The heat storage element of the present invention comprises a dispersion obtained by dispersing an oily substance having heat storage property by a phase change in an aqueous medium by essentially using a polymer dispersant together with a surfactant. As described above, by using a surfactant and a polymer dispersant in combination, it is possible to sufficiently improve the stability of the emulsion by a synergistic effect of these.
In the present invention, each of these production raw materials constituting the heat storage material may be used alone or in combination of two or more.
本発明におけるポリマー分散剤としては、水に濡れやすいあるいは水に溶解しやすい高分子物質であれば特に限定しない。例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸(メタ)アクリル酸エステル共重合体、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、可溶性でんぷん、デキストリン、アラビアゴム、キトサン、寒天、ゼラチン、大豆カゼイン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸ナトリウムマレイン酸ナトリウム共重合体、ポリマレイン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、ポリエチレンイミン、ポリジアリルアミン、ポリアリルアミン、ポリN−ビニルホルムアルデヒド、ポリビニルアミン、ポリアミジン等が好適である。水に溶解しやすいポリマー分散剤においては、25℃の水に溶解した場合、80質量%以上が溶解することが好ましい。
これらの中でも、ノニオン系のポリマー分散剤としては、重量平均分子量が5千〜30万であるものが好ましく、より好ましくは5万〜20万のもので、このような重量平均分子量を有するノニオン系のポリマー分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が好ましい。イオン系のポリマー分散剤としては、重量平均分子量が5千〜300万であるものが好ましく、好ましくは5万〜300万で、更により好ましくは10万〜200万で、このような重量平均分子量を有するイオン系のポリマー分散剤としては、ポリアクリル酸ナトリウム等が好ましい。
The polymer dispersant in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer substance which is easily wetted by water or easily dissolved in water. For example, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polyvinyl methyl ether, polyethylene oxide, polypropylene oxide, (meth) acrylate copolymer, (meth) acrylate (meth) acrylate copolymer, methylcellulose, methylhydroxyl Propylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, soluble starch, dextrin, gum arabic, chitosan, agar, gelatin, soybean casein, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, acrylic acid acrylate copolymer, acrylic Sodium maleate copolymer, polymaleic acid, polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid sodium Beam, sodium carboxymethyl cellulose, polyethyleneimine, polydiallylamine, polyallylamine, poly N- vinylformamide, polyvinylamine, polyamidine the like. In a polymer dispersant which is easily dissolved in water, it is preferable that 80% by mass or more is dissolved when dissolved in water at 25 ° C.
Among these, as the nonionic polymer dispersant, those having a weight average molecular weight of 5,000 to 300,000 are preferable, and those having a weight average molecular weight of 50,000 to 200,000 are more preferable. As the polymer dispersant, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxypropyl methylcellulose and the like are preferable. As the ionic polymer dispersant, those having a weight average molecular weight of 5,000 to 3,000,000 are preferable, preferably 50,000 to 3,000,000, and more preferably 100,000 to 2,000,000. As the ionic polymer dispersant having the above, sodium polyacrylate and the like are preferable.
上記ポリマー分散剤の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質100質量%に対して、0.001質量%以上であることが好ましく、また、5質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.01質量%以上であり、また、3質量%以下である。 The amount of the polymer dispersant used is preferably 0.001% by mass or more, and more preferably 5% by mass or less, based on 100% by mass of the oily substance having heat storage property due to phase change. More preferably, it is 0.01% by mass or more and 3% by mass or less.
本発明における油性物質は、相変化により蓄熱性を有するものである。すなわち相変化又は相転移の際の潜熱を利用する潜熱蓄熱を蓄熱性として有し、蓄熱密度が高く、一定温度付近での蓄熱や放熱が可能なものである。これにより、例えば、顕熱蓄熱、潜熱蓄熱、化学反応蓄熱等の熱エネルギーを貯蔵し、放出することが可能となる。 The oily substance in the present invention has heat storage properties due to a phase change. That is, it has a latent heat storage utilizing the latent heat at the time of a phase change or a phase transition as a heat storage property, has a high heat storage density, and is capable of storing and releasing heat near a certain temperature. This makes it possible to store and release thermal energy such as sensible heat storage, latent heat storage, and chemical reaction storage.
上記油性物質を構成する成分としては、パラフィンやα−オレフィン等の炭化水素化合物;高級脂肪酸類;高級脂肪酸エステル類;高級アルコール類等の化合物が好適であり、具体的には、C14パラフィン、C15パラフィン、C16パラフィン等の常温で液体である中級パラフィン;C17パラフィン、C18パラフィン、C19パラフィン、C20パラフィン、C21パラフィン、C22パラフィン、C23パラフィン、C24パラフィン、C25パラフィン等の常温付近で固体である高級パラフィン;1−デカノール等の高級アルコールが好適である。これらの中でも、取り扱いが便宜であることから、ビル空調用の蓄熱体の場合、常温(25℃)及び常圧(約101.3kPa)において液体であるものを、相変化により蓄熱性を有する油性物質を構成する成分として用いることが好ましい。また、容易に入手でき、また、広い温度範囲に用いることができる蓄熱体を簡便にかつ安定的に製造することができることから、パラフィンが好ましく、ビル空調の冷熱用途等の場合、パラフィンの中でもペンタデカンを含むことが好ましい。 Compounds such as hydrocarbon compounds such as paraffins and α-olefins; higher fatty acids; higher fatty acid esters; and higher alcohols are suitable as components constituting the oily substance. Specifically, C 14 paraffin, Intermediate paraffins that are liquid at room temperature, such as C 15 paraffin and C 16 paraffin; C 17 paraffin, C 18 paraffin, C 19 paraffin, C 20 paraffin, C 21 paraffin, C 22 paraffin, C 23 paraffin, C 24 paraffin, C Higher paraffins such as 25 paraffins which are solid at around normal temperature; higher alcohols such as 1-decanol are preferred. Among these, the heat storage element for building air conditioning is a liquid that is liquid at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure (approximately 101.3 kPa) because of its ease of handling. It is preferable to use it as a component constituting the substance. In addition, paraffin is preferred because it is easily available and can easily and stably produce a heat storage material that can be used in a wide temperature range. It is preferable to include
上記油性物質としては、単独成分のものを使用してもよいが、相変化により蓄熱性を有する油性物質の種類と配合比率を任意に調整することで、使用する蓄熱温度に融点を合わせることができる。冷房用途として使用する場合、約5〜20℃に融点を持つ相変化により蓄熱性を有する油性物質を選択すればよい。また暖房用途として使用する場合には、約40〜60℃に融点を持つ相変化により蓄熱性を有する油性物質を選択すればよい。 As the oily substance, a single component may be used.However, the melting point can be adjusted to the heat storage temperature to be used by arbitrarily adjusting the type and the mixing ratio of the oily substance having heat storage property by phase change. it can. When used for cooling purposes, an oily substance having heat storage properties by a phase change having a melting point of about 5 to 20 ° C. may be selected. When used for heating purposes, an oily substance having a heat storage property by a phase change having a melting point of about 40 to 60 ° C. may be selected.
上記油性物質の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質の種類や蓄熱体の使用形態、要求される蓄熱効率に応じて適宜設定すればよいが、蓄熱体100質量%中10質量%以上とすることが好ましく、また、100質量%未満とすることが好ましい。10質量%未満であると、蓄熱効率や蓄熱性能が低下するおそれがある。より好ましくは、20質量%以上であり、また、75質量%以下である。 The amount of the oily substance to be used may be appropriately set according to the type of the oily substance having heat storage due to the phase change, the use form of the heat storage, and the required heat storage efficiency. % Or more, and preferably less than 100% by mass. If it is less than 10% by mass, the heat storage efficiency and the heat storage performance may be reduced. More preferably, the content is 20% by mass or more and 75% by mass or less.
本発明の蓄熱体において、水性媒体とは水を必須成分とするものであるが、水と水に溶解する溶媒との混合物を用いることができ、例えば、水とメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、アセトニトリル、エチレングリコール、ジエチレングリコール等との混合溶媒が好適である。水性媒体中の水の割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。更に好ましくは、水のみを用いることである。
上記水性媒体の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質100質量%に対して、5.0質量%以上とすることが好ましく、また、900質量%以下とすることが好ましい。
In the heat accumulator of the present invention, the aqueous medium contains water as an essential component, but a mixture of water and a solvent soluble in water can be used.For example, water and methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone , Acetonitrile, a mixed solvent with ethylene glycol, diethylene glycol and the like are preferable. The proportion of water in the aqueous medium is preferably at least 50% by mass, more preferably at least 80% by mass. More preferably, only water is used.
The amount of the aqueous medium to be used is preferably 5.0% by mass or more, and more preferably 900% by mass or less with respect to 100% by mass of the oily substance having heat storage property due to phase change.
本発明における界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤を必須成分としてなるものであることが好ましく、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート等のポリオキシアルキレンソルビタンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル等のソルビタンエステル系化合物;ショ糖脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンべへニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル;ポリオキシエチレンアルキルエステル;ポリグリセリンアルキルエステル;脂肪酸エステル;脂肪酸石鹸;アルキルアミンエチレンオキサイド付加体;コレステロール等のステロール類が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20以上)アルキル(総炭素数15以上)エーテル及び/又はポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20以上)ソルビタンアルキル(総炭素数15以上)エステルを必須成分としてなるものであることが好ましい。このような必須成分において、エチレンオキサイドの付加モル数は20以上で、好ましくは100以下、より好ましくは50以下である。また総炭素数は15以上で、好ましくは40以下、より好ましくは30以下である。
この中でより好ましくは、エチレンオキサイド付加モル数が20以上であるポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンべへニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンステアレートである。
As the surfactant in the present invention, it is preferable to use a nonionic surfactant as an essential component, and as the nonionic surfactant, polyoxyalkylene sorbitan alkyl esters such as polyoxyethylene sorbitan stearate, and sorbitan Sorbitan ester compounds such as alkyl esters; sucrose fatty acid esters; polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene stearyl ether and polyoxyethylene benzyl ether; polyoxyethylene alkyl phenol ether; polyoxyethylene alkyl ester; polyglycerin alkyl ester Fatty acid esters; fatty acid soaps; alkylamine ethylene oxide adducts; and sterols such as cholesterol. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number 20 or more) alkyl (total carbon number 15 or more) ether and / or polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number 20 or more) sorbitan alkyl (total carbon number 15 or more) ester Is an essential component. In such an essential component, the added mole number of ethylene oxide is 20 or more, preferably 100 or less, more preferably 50 or less. Further, the total carbon number is 15 or more, preferably 40 or less, more preferably 30 or less.
Among these, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene benzyl ether, and polyoxyethylene sorbitan stearate having an ethylene oxide addition mole number of 20 or more are more preferable.
上記界面活性剤としてはまた、両性界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン−アニオン系界面活性剤及びカチオン系界面活性剤を適宜使用してもよい。それら界面活性剤として、アルキルスルホン酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩;アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸及びその塩;ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステル塩;テトラデセンスルホン酸ナトリウム等のα−オレフィンスルホン酸塩;スルホコハク酸塩;エーテルスルホン酸塩;エーテルカルボン酸及びその塩;ラウリン酸アミドプロピルベタイン等のベタイン類;ジアルキルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウムが好ましい。 As the surfactant, an amphoteric surfactant, an anionic surfactant, a nonionic-anionic surfactant, and a cationic surfactant may be appropriately used. Examples of such surfactants include alkyl sulfate salts such as sodium alkyl sulfonate; alkyl benzene sulfonic acids and salts thereof such as sodium alkyl benzene sulfonate; alkyl (phenyl) ether sulfate salts such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate; tetradecene Α-olefin sulfonates such as sodium sulfonate; sulfosuccinates; ether sulfonates; ether carboxylic acids and salts thereof; betaines such as amidopropyl betaine laurate; and quaternary ammoniums such as dialkylammonium chloride.
上記界面活性剤の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質100質量%に対して、0.1質量%以上とすることが好ましく、また、30質量%以下とすることが好ましい。より好ましくは、1.0質量%以上であり、また、20質量%以下である。 The amount of the surfactant to be used is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 30% by mass or less based on 100% by mass of the oily substance having heat storage property due to phase change. More preferably, the content is 1.0% by mass or more and 20% by mass or less.
本発明の蓄熱体には、更に、以下に記載する機能を有する添加剤を含有させることもできる。
(1)伝熱向上用:鉄、銅等の金属粉:金属繊維;金属酸化物;カーボン;カーボンファイバー等。
(2)比重調整用:砂;粘土;石;鉛、鉄等の金属粉等。
The heat storage body of the present invention may further contain an additive having the functions described below.
(1) For improving heat transfer: metal powder such as iron and copper: metal fiber; metal oxide; carbon;
(2) Specific gravity adjustment: sand; clay; stone; metal powder such as lead and iron.
(3)難燃性付与用:水;水ゲル;金属粉;炭酸カルシウム等の無機化合物;臭素系、塩素系、リン系等の難燃剤等。なお、難燃性には、燃焼性の低減、延焼防止、水蒸気による引火点の消滅、燃焼熱量低減効果等を含む。
(4)過冷却防止用:金属粉、高分子パラフィン(ワックス)等。
(5)凝固点調整用:ワックス類等。
(6)酸化防止や経時的な劣化防止用:フェノール系、チオ系、リン系等の酸化防止剤等。
(7)その他:着色剤、顔料、帯電防止剤、防菌剤等。
(3) For imparting flame retardancy: water; water gel; metal powder; inorganic compounds such as calcium carbonate; bromine-based, chlorine-based, and phosphorus-based flame retardants. The flame retardancy includes a reduction in flammability, prevention of spread of fire, extinction of a flash point by steam, an effect of reducing the amount of combustion heat, and the like.
(4) For supercooling prevention: metal powder, polymer paraffin (wax), etc.
(5) For solidification point adjustment: waxes and the like.
(6) For preventing oxidation and preventing deterioration over time: phenol-based, thio-based, phosphorus-based antioxidants and the like.
(7) Others: coloring agents, pigments, antistatic agents, antibacterial agents and the like.
上記添加剤の使用量としては、例えば、燃焼性を低減させるために、炭酸カルシウムを用いる場合には、相変化により蓄熱性を有する油性物質に対して、10〜40質量%とすることが好ましい。 When calcium carbonate is used, for example, in order to reduce flammability, the amount of the additive is preferably 10 to 40% by mass based on the oil substance having heat storage property due to phase change. .
上記油性物質には、潜熱性を調整するための包接化合物を添加してもよい。
上記包接化合物としては、C4H8・O・17H2O、(CH3)3N・10.25H2O、(C4H9)4NCHO2・32H2O、(C4H9)4NCH3CO2・32H2Oが好適である。
An inclusion compound for adjusting the latent heat property may be added to the oily substance.
Examples of the clathrate compound, C 4 H 8 · O · 17H 2 O, (CH 3) 3 N · 10.25H 2 O, (C 4 H 9) 4 NCHO 2 · 32H 2 O, (C 4 H 9 ) 4 NCH 3 CO 2 .32H 2 O is preferred.
本発明の蓄熱体の好ましい形態としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質を含有した架橋ゲル体やカプセル被膜により内包されたものを含まない形態とすることである。このような油性物質の架橋ゲル体やカプセル被膜により内包されたものを含まないことにより、蓄熱体の蓄熱温度域での流動性をより優れたものとし、これに起因して蓄熱体の伝熱性能を向上したり、蓄熱体を送液する循環ポンプの負荷をより低下させたりすることが可能となる。
上記相変化により蓄熱性を有する油性物質を含有した架橋ゲル体とは、油性物質が親油性重合体粒子の内部に保持されているもの、すなわち分散剤を含む水溶液に、相変化により蓄熱性を有する油性物質と架橋性単量体を含む単量体成分との混合溶液を添加して重合してなるもの等が挙げられる。カプセル被膜により内包されたものとは、複合エマルジョン法によるカプセル化法、蓄熱材粒子の表面に熱可塑性樹脂を噴霧する方法、蓄熱材粒子の表面に液中で熱可塑性樹脂を形成する方法、蓄熱材粒子の表面でモノマーを重合させ被覆する方法、界面重縮合反応によるポリアミド皮膜マイクロカプセルの製法等の方法により得られるものが挙げられる。
The preferred form of the heat storage body of the present invention is a form that does not include a crosslinked gel body containing an oily substance having a heat storage property due to a phase change or a substance encapsulated by a capsule coating. By not including such a crosslinked gel or a substance encapsulated by a capsule coating of an oily substance, the fluidity in the heat storage temperature range of the heat storage body is improved, and due to this, the heat transfer of the heat storage body is caused. It is possible to improve the performance and further reduce the load of the circulation pump that sends the heat storage body.
The crosslinked gel body containing an oily substance having heat storage property due to the phase change is a crosslinked gel body in which the oily substance is held inside the lipophilic polymer particles, that is, an aqueous solution containing a dispersant, the heat storage property by the phase change. And those obtained by adding and mixing a mixed solution of an oily substance and a monomer component containing a crosslinkable monomer. The one encapsulated by the capsule coating includes the encapsulation method by the complex emulsion method, the method of spraying the thermoplastic resin on the surface of the heat storage material particles, the method of forming the thermoplastic resin in the liquid on the surface of the heat storage material particles, the heat storage Examples thereof include those obtained by methods such as a method of polymerizing and coating a monomer on the surface of material particles and a method of producing a polyamide-coated microcapsule by an interfacial polycondensation reaction.
本発明の蓄熱体としてはまた、相変化による凝固/融解の繰り返しを50回実施し、分散体の体積平均粒子径変化が、凝固/融解繰り返し実施前の体積平均粒子径と比べ、その変化量が±50%以内であることが好ましい形態である。このような形態とすることにより、冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために好適に用いることができる蓄熱体とすることができることになる。
上記凝固/融解の繰り返しとは、相変化により蓄熱性を有する油性物質に、潜熱として熱を蓄え、蓄えた熱を放熱する作業の繰り返しを行うことをいう。
The regenerator of the present invention is also characterized in that the solidification / melting is repeated 50 times by phase change, and the change in the volume average particle diameter of the dispersion is smaller than the volume average particle diameter before the solidification / melting is repeated. Is preferably within ± 50%. By adopting such a configuration, it is possible to obtain a heat storage body that can be suitably used for the purpose of labor saving and efficiency of cooling and heating energy, environmental protection, and the like.
The above-mentioned repetition of solidification / melting refers to repetition of an operation of storing heat as latent heat in an oily substance having a heat storage property due to a phase change and releasing the stored heat.
上記蓄熱性を有する油性物質の相変化による凝固/融解の繰り返しにおいては、100回以上において体積平均粒子径変化が上記範囲内にあるものがより好ましく、更に好ましくは、200回以上のものである。油性物質の凝固/融解の繰り返しにおいて、分散体の体積平均粒子径の変化が小さくなるほど、分散体中の油性物質の破壊が抑えられ、長期的に安定に使用できることとなる。 In the repetition of coagulation / melting due to the phase change of the oily substance having a heat storage property, those having a volume average particle diameter change within the above range in 100 times or more are more preferable, and those in 200 times or more are more preferable. . In the repetition of solidification / melting of the oily substance, as the change in the volume average particle diameter of the dispersion becomes smaller, the destruction of the oily substance in the dispersion is suppressed, and the dispersion can be used stably for a long period of time.
上記油性物質の相変化による凝固/融解の繰り返し試験としては、蓄熱体をサンプル瓶に入れ、相変化による凝固/融解の繰り返しが行える温度において、サイクル試験を実施することが好適である。例えば、油性物質として融点10℃のペンタデカンを用いた場合、相変化による凝固を行う場合には、蓄熱体を5〜7℃に調整することで実施できる。次に融解を行う場合には、蓄熱体を12〜15℃調整することで実施できる。 As the repetition test of coagulation / melting due to the phase change of the oily substance, it is preferable to put a heat storage body in a sample bottle and perform a cycle test at a temperature at which coagulation / melting can be repeated by phase change. For example, when pentadecane having a melting point of 10 ° C. is used as an oily substance, and when solidification by phase change is performed, it can be performed by adjusting the temperature of the heat storage body to 5 to 7 ° C. Next, when performing melting, it can be implemented by adjusting the heat storage body by 12 to 15 ° C.
上記体積平均粒子径の変化量(%)は、次のようにして算出する。
体積平均粒子径の変化量(%)=(凝固/融解繰り返し50回実施後の体積平均粒子径−凝固/融解繰り返し実施前の体積平均粒子径)÷(凝固/融解繰り返し実施前の体積平均粒子径)×100
また体積平均粒子径としては、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布計測定装置SALD−3000を用いて測定を行う。また、測定用媒体としては、イオン交換水を使用する。
The change amount (%) of the volume average particle diameter is calculated as follows.
Change in volume average particle diameter (%) = (volume average particle diameter after 50 repeated solidification / melting operations-volume average particle diameter before repeated solidification / melting operation) / (volume average particle before repeated solidification / melting operation) Diameter) × 100
The volume average particle diameter is measured using a laser diffraction type particle size distribution analyzer SALD-3000 manufactured by Shimadzu Corporation. In addition, ion exchange water is used as a measurement medium.
本発明の蓄熱体としては、例えば、界面活性剤及び/又はポリマー分散剤を水性媒体に溶解させた水溶液に、相変化により蓄熱性を有する油性物質を添加し、攪拌等により乳化する方法、又は、ポリマー分散剤を水性媒体に溶解させた水溶液に、界面活性剤を溶解させた相変化により蓄熱性を有する油性物質を添加し、攪拌等により乳化する方法等により製造することが好適である。このような製造方法は、本発明の好ましい実施形態の一つである。 As the heat storage material of the present invention, for example, a method in which an oily substance having heat storage property by phase change is added to an aqueous solution in which a surfactant and / or a polymer dispersant is dissolved in an aqueous medium and emulsified by stirring or the like, or It is preferable to add an aqueous material in which a polymer dispersant is dissolved in an aqueous medium, add an oily substance having a heat storage property by phase change in which a surfactant is dissolved, and emulsify by stirring or the like. Such a manufacturing method is one of preferred embodiments of the present invention.
本発明の蓄熱体においては、上述したような構成のものとすると、流動性が向上し、伝熱性能が向上され、エマルションの安定性を向上させることができるが、下記のような蓄熱体としても本発明の作用効果を発揮することができる。
すなわち、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体を必須とする蓄熱材用水中油滴型分散体であって、上記水中油滴型分散体中の油性物質を相変化により凝固させた状態で攪拌による剪断を加えたときに、上記水中油滴型分散体の体積平均粒子径の変化量が、剪断を加える前の体積平均粒子径と比べて、±50%以内である蓄熱体もまた、本発明の1つである。
In the heat storage body of the present invention, when having the above-described configuration, fluidity is improved, heat transfer performance is improved, and the stability of the emulsion can be improved. Can also exert the effects of the present invention.
That is, an oily substance having a heat storage property due to a phase change, an oil-in-water type dispersion for a heat storage material which essentially requires an aqueous medium, in a state where the oily substance in the oil-in-water type dispersion is solidified by the phase change. A heat storage material in which the amount of change in the volume average particle diameter of the oil-in-water dispersion when the shear by stirring is applied is within ± 50% of the volume average particle diameter before applying the shear is also This is one of the present invention.
上記剪断を加える前後の体積平均粒子径の変化量の測定は以下のようにして行う。
〔剪断力を加える試験及び体積平均粒子径測定方法〕
分散体中の油性物質を相変化により凝固させた状態で攪拌により剪断力を加える試験は、次のようにして行う。
攪拌装置は、特殊機化社製のTKホモミキサ−M型を使用する。500mlのビーカーに蓄熱体200gを入れ、分散体温度を油性物質の凝固率が50〜60%となる温度に調整する。調温後、TKホモミキサ−の回転数を4000rpmに合わせて攪拌を行う。攪拌時は分散体温度を攪拌開始温度から攪拌開始温度+0.5℃に保ちながら、2000パス回数攪拌を行う。攪拌終了後、粒度分布計で分散体の体積平均粒子径を測定する。
The measurement of the change in the volume average particle diameter before and after the above-mentioned shearing is performed as follows.
(Test for applying shear force and method for measuring volume average particle size)
A test for applying a shearing force by stirring in a state where the oily substance in the dispersion is solidified by phase change is performed as follows.
As the stirring device, TK homomixer-M manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd. is used. 200 g of the heat storage material is placed in a 500 ml beaker, and the temperature of the dispersion is adjusted to a temperature at which the solidification rate of the oily substance becomes 50 to 60%. After the temperature is adjusted, the TK homomixer is rotated at 4000 rpm and stirred. At the time of stirring, stirring is performed 2,000 times a number of times while maintaining the dispersion temperature from the stirring start temperature to the stirring start temperature + 0.5 ° C. After completion of the stirring, the volume average particle diameter of the dispersion is measured with a particle size distribution meter.
〔油性物質の凝固率の算出方法〕
油性物質の凝固率(%)は、次のようにして算出する。
凝固率算出にあたって測定機器としては、マックサイエンス社の示差走査熱量計DSC−3100Sを使用する。測定は、まず25〜−20℃まで2℃/分の速度で冷却した後、−20〜25℃まで2℃/分の速度で昇温する。この冷却の際に得られた凍結時の潜熱量を−20℃での凍結潜熱量1とする。
次に凝固時の潜熱量を測定する。凝固率が50〜60%となる温度をA℃とした場合、25〜A℃まで2℃/分の速度で冷却した後、A℃で5分間保持する。その後、25℃まで2℃/分の速度で昇温した。同様に冷却の際に得られた凍結時の潜熱量をA℃での凍結潜熱量2とする。
凝固率の算出式としては、次の式を用いる。
A℃での凝固率(%)=(A℃での凍結潜熱量2)÷(−20℃での凍結潜熱量1)×100
DSC測定条件は、冷房用途に蓄熱材用水中油滴型分散体を使用する場合であるが、暖房用途に蓄熱材用水中油滴型分散体を使用する場合は、25℃において既に油性物質が凝固している場合が考えられる。その場合のDSCでの測定開始は、充分に油性物質が融解している温度より行うこととする。
(Calculation method of coagulation rate of oily substance)
The solidification rate (%) of the oily substance is calculated as follows.
In calculating the solidification rate, a differential scanning calorimeter DSC-3100S manufactured by Mac Science Co., Ltd. is used. In the measurement, first, after cooling to a temperature of 25 to -20 ° C at a rate of 2 ° C / min, the temperature is increased to a temperature of -20 to 25 ° C at a rate of 2 ° C / min. The amount of latent heat at the time of freezing obtained at the time of this cooling is defined as the amount of latent heat of freezing at -20 ° C.
Next, the amount of latent heat during solidification is measured. Assuming that the temperature at which the solidification rate becomes 50 to 60% is A ° C., after cooling to 25 to A ° C. at a rate of 2 ° C./min, the temperature is maintained at A ° C. for 5 minutes. Thereafter, the temperature was raised to 25 ° C. at a rate of 2 ° C./min. Similarly, the amount of latent heat at the time of freezing obtained at the time of cooling is defined as the amount of latent heat of freezing at A ° C. 2.
The following equation is used as the equation for calculating the solidification rate.
Coagulation rate at A ° C. (%) = (latent heat of freezing at A ° C. 2) ÷ (latent heat of freezing at −20 ° C. 1) × 100
The DSC measurement conditions are for the case where the oil-in-water dispersion for heat storage material is used for cooling use. However, when the oil-in-water dispersion for heat storage material is used for heating use, the oily substance already solidifies at 25 ° C. It is possible that In that case, the DSC is started at a temperature at which the oily substance is sufficiently melted.
〔体積平均粒子径変化量の算出方法〕
体積平均粒子径の変化量(%)は次のようにして算出する。
体積平均粒子径の変化量(%)=(剪断を加えた後の体積平均粒子径−剪断力を加える前の体積平均粒子径)÷(剪断を加える前の体積平均粒子径)×100
また体積平均粒子径は、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布計測定装置SALD−3000を用いて測定を行う。また、測定用媒体としては、イオン交換水を使用する。
〔パス回数の算出方法〕
パス回数の算出式としては、以下の式を用いる。
パス回数=12.5÷処理量(L)×処理時間(分)
(Calculation method of volume average particle diameter change amount)
The change amount (%) of the volume average particle diameter is calculated as follows.
Change in volume average particle diameter (%) = (volume average particle diameter after applying shearing-volume average particle diameter before applying shearing force) / (volume average particle diameter before applying shearing) x 100
The volume average particle diameter is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-3000 manufactured by Shimadzu Corporation. In addition, ion exchange water is used as a measurement medium.
[Method of calculating the number of passes]
The following equation is used as the equation for calculating the number of passes.
Number of passes = 12.5 / processing amount (L) × processing time (minute)
上記蓄熱体は、水中油滴型分散体中の油性物質を相変化により凝固させた状態で攪拌による剪断を加えたときに、上記水中油滴型分散体の体積平均粒子径の変化量が、剪断を加える前の体積平均粒子径と比べて、±50%以内であるものであるが、体積平均粒子径の変化量が±20%以内であるものがより好ましく、更に好ましくは、5%以内であるものである。剪断を加えた後の水中油滴型分散体の体積平均粒子径の変化量が小さくなるほど、分散体中の油性物質の破壊が抑えられ、長期的に安定に使用できることとなる。 The heat storage medium, when shearing by agitation in a state where the oily substance in the oil-in-water dispersion is solidified by phase change, the amount of change in the volume average particle diameter of the oil-in-water dispersion, Compared to the volume average particle size before applying shear, the volume average particle size is within ± 50%, but the change in volume average particle size is preferably within ± 20%, more preferably within 5%. It is what is. The smaller the change in the volume average particle diameter of the oil-in-water dispersion after the shearing is, the more the destruction of the oily substance in the dispersion is suppressed and the longer the dispersion can be used stably.
上記相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体を必須とする蓄熱材用水中油滴型分散体において、油性物質の分散性、流動性やエマルションの安定性を向上させる方法としては、例えば、上述したような相変化により蓄熱性を有する油性物質を界面活性剤とともにポリマー分散剤を併用して分散する方法が挙げられる。 The oily substance having a heat storage property due to the phase change, in the oil-in-water dispersion for a heat storage material that essentially requires an aqueous medium, as a method for improving the dispersibility of the oily substance, the fluidity and the stability of the emulsion, for example, A method of dispersing an oily substance having a heat storage property by the phase change as described above by using a polymer dispersant together with a surfactant is exemplified.
また相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体を必須とする蓄熱材用水中油滴型分散体にマグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、イオウ、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム等の金属を含ませる方法が挙げられる。 In addition, oil-based substances having heat storage properties due to phase change, magnesium-, aluminum-, silicon-, phosphorus-, sulfur-, calcium-, scandium-, titanium-, vanadium-, chromium-, manganese-, iron- Examples include a method of including a metal such as cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, and germanium.
また相変化により蓄熱性を有する油性物質を特定のノニオン系界面活性剤を用いて分散する方法が挙げられる。その例として、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数30)ステアリルエーテルやポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数40)べへニルエーテル等のポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20以上)アルキル(総炭素数15以上)エーテル及び/又はポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数30)ソルビタンステアレートやポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数40)ソルビタンベヘネート等のポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20以上)ソルビタン(総炭素数15以上)エステルを必須成分としてなるものが挙げられる。 Further, there is a method of dispersing an oily substance having heat storage property by a phase change using a specific nonionic surfactant. Examples thereof include polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number of 20) alkyl such as polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number of 30) stearyl ether and polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number of 40) behenyl ether. (Number 15 or more) ether and / or polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number 30) polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number 20) such as sorbitan stearate or polyoxyethylene (ethylene oxide added mole number 40) sorbitan behenate Or more) those containing sorbitan (total carbon number 15 or more) ester as an essential component.
上記蓄熱体を製造するにあたり乳化に用いる機械は限定されず、一般的な機械を使用することができる。例えば、プロペラ攪拌機、高速回転攪拌機、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー、コロイドミル、ロールミル、ローラーミル、サンドミル、ボールミル、インライン式(動力タイプ、非動力タイプ)連続乳化機、超音波乳化機、真空式練合機、真空式乳化機、解放式乳化機がある。 The machine used for emulsification in producing the heat storage body is not limited, and a general machine can be used. For example, propeller stirrer, high-speed rotary stirrer, homomixer, high-pressure homogenizer, colloid mill, roll mill, roller mill, sand mill, ball mill, in-line (power type, non-power type) continuous emulsifier, ultrasonic emulsifier, vacuum kneading Machine, vacuum emulsifier and open emulsifier.
本発明の蓄熱体の使用形態としては、乳化物状の水分散体の形態とすることが好ましく、また、包装材に充填された形態の蓄熱体として用いてもよい。
本発明の蓄熱体は、このような乳化物状や包装状態等の形態で各種の蓄熱装置に用いられるものであるが、このような蓄熱装置としては、(1)蓄熱体が熱搬送媒体となって熱交換を行うものや、(2)蓄熱体が貯留される蓄熱槽を備えてなり、熱媒体の熱交換を行うことができるもの等が挙げられる。
The use form of the heat storage body of the present invention is preferably in the form of an emulsion-like water dispersion, or may be used as a heat storage body in a form filled in a packaging material.
The heat storage material of the present invention is used in various heat storage devices in the form of such an emulsified product or a packaged state. As such a heat storage device, (1) a heat storage material is used as a heat transfer medium. And (2) a device provided with a heat storage tank for storing a heat storage body and capable of performing heat exchange of a heat medium.
上記(1)の蓄熱装置としては、水分散した蓄熱体を用いた蓄熱装置が好ましく、蓄熱体が蓄熱槽と熱交換器との間を循環することにより、又は、蓄熱槽の外部を循環することにより熱交換する蓄熱装置等が挙げられ、このような蓄熱装置により地域冷暖房システム用や、ビル空調システム用の熱搬送媒体システムである蓄熱システムが形成されることになる。 As the heat storage device of the above (1), a heat storage device using a water storage material dispersed in water is preferable, and the heat storage device circulates between the heat storage tank and the heat exchanger, or circulates outside the heat storage tank. Thus, a heat storage device that exchanges heat is used, and such a heat storage device forms a heat storage system that is a heat transfer medium system for a district cooling / heating system or a building air conditioning system.
上記(2)の蓄熱装置は、蓄熱体が貯留される蓄熱槽を備えてなり、熱媒体の熱交換を行うことができるものであるが、蓄熱体を貯留してなる蓄熱装置が好ましく、このような蓄熱装置によっても蓄熱システムが形成されることになる。
上記蓄熱体を貯留してなる蓄熱装置としては、蓄熱槽に熱交換手段を備えることで蓄熱装置の外部で循環する熱媒体に対して熱エネルギーを授受できるようにしたものが好適であり、例えば、蓄熱体が貯留する蓄熱槽中に熱媒体の熱交換を行う熱交換器を備えたものや、蓄熱槽中に乳化物状の水分散体が貯留したまま熱媒体のみが蓄熱槽を通過するようにしたもの等が挙げられる。
このような本発明の蓄熱体を用いてなる蓄熱装置又は蓄熱システムもまた、本発明の一つである。
The heat storage device of the above (2) is provided with a heat storage tank in which the heat storage material is stored, and can perform heat exchange of the heat medium. However, a heat storage device storing the heat storage material is preferable. Such a heat storage device also forms a heat storage system.
As the heat storage device that stores the heat storage body, a device that is capable of transferring heat energy to and from a heat medium circulating outside the heat storage device by including a heat exchange unit in the heat storage tank is preferable. A heat exchanger that exchanges heat medium in a heat storage tank in which a heat storage element is stored, or only a heat medium passes through a heat storage tank while an emulsion-like aqueous dispersion is stored in the heat storage tank. And the like.
A heat storage device or a heat storage system using such a heat storage body of the present invention is also one of the present invention.
本発明の蓄熱体は、上述のような構成よりなり、ポリマー分散剤を含有することで油性物質の分散性が高められて流動性が向上し、伝熱性能が向上され、しかもエマルションの安定性に優れるものであり、凝固点を調整しやすくて蓄熱効率が向上するか、又は、凝固温度と融解温度が近づくため、蓄熱時に凝固し易く放熱時の温度を低くすることを可能とし、かつ潜熱量が高められて蓄熱性能が向上するものである。また、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために好適に用いることができる蓄熱装置又は蓄熱システムを構成する材料として優れたものである。 The heat storage body of the present invention has the above-described structure, and contains a polymer dispersant, whereby the dispersibility of an oily substance is increased, the fluidity is improved, the heat transfer performance is improved, and the stability of the emulsion is improved. It is easy to adjust the freezing point and improve the heat storage efficiency, or because the freezing temperature and the melting temperature are close, it is easy to solidify at the time of heat storage and it is possible to lower the temperature at the time of heat release, and the amount of latent heat And the heat storage performance is improved. In addition, as a material constituting a heat storage device or a heat storage system that can be suitably used for the purpose of energy saving and efficiency of cooling and heating energy for large buildings such as office buildings and factories, and for home use, etc. It is excellent.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to only these Examples. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by weight” and “%” means “% by mass”.
実施例1
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル(日本油脂社製:ノニオンS−220)1.5部、ポリマー分散剤としてポリビニルピロリドン(日本触媒社製:分子量約12万)0.5部を水47.5部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、ヘキサデカン6.9質量%、ヘプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)1を得た。
得られた蓄熱体1について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。示差走査熱量測定(DSC)には、マックサイエンス社製の示差走査熱量DSC−3100Sを使用した。測定条件としては、25℃から−20℃まで2℃/分の速度で冷却した後、−20℃から25℃まで2℃/分の速度で昇温した。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、6.5℃であった。蓄熱体1の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱体1の体積平均粒子径は、粒度分布計を用いて測定した。粒度分布計は、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布計測定装置SALD−3000を使用した。蓄熱体1の体積平均粒子径は、2.94μmであった。
また、5℃で油性物質の凝固を行い、12℃で融解を行う凝固/融解の繰り返しを行った。凝固/融解の繰り返しを300回行い、体積平均粒子径を測定したところ2.90μmであった。分散体の体積平均粒子径変化は、−1%と小さく、凝固/融解の繰り返しにおいても蓄熱体は安定であった。
Example 1
1.5 parts of polyoxyethylene stearyl ether (Nonion S-220, manufactured by NOF Corporation) as a nonionic surfactant and 0.5 parts of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., molecular weight of about 120,000) in a beaker. Was added to 47.5 parts of water and dissolved in an aqueous solution and paraffin distilled from kerosene as an oily substance (tetradecane 19.4% by mass, pentadecane 73.5% by mass, hexadecane 6.9% by mass, heptadecane 0.2% by mass) ) A solution prepared by dissolving 0.5 part of sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 50.0 parts was added. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thereby, the heat storage body (aqueous dispersion) 1 according to the present invention was obtained.
The solidification temperature was determined by performing differential scanning calorimetry (DSC) on the obtained heat storage body 1 under predetermined conditions. For differential scanning calorimetry (DSC), a differential scanning calorimeter DSC-3100S manufactured by Mac Science was used. As measurement conditions, after cooling from 25 ° C. to −20 ° C. at a rate of 2 ° C./min, the temperature was raised from −20 ° C. to 25 ° C. at a rate of 2 ° C./min. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 6.5 ° C. The fluidity of the heat storage body 1 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage body 1 was measured using a particle size distribution meter. As the particle size distribution meter, a laser diffraction type particle size distribution measuring device SALD-3000 manufactured by Shimadzu Corporation was used. The volume average particle diameter of the heat storage body 1 was 2.94 μm.
In addition, the solidification of the oily substance was performed at 5 ° C., and the solidification / melting of melting at 12 ° C. was repeated. Coagulation / melting was repeated 300 times, and the volume average particle diameter was measured to be 2.90 μm. The change in the volume average particle diameter of the dispersion was as small as -1%, and the heat storage material was stable even after repeated coagulation / melting.
実施例2
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル(日本油脂社製:ノニオンS−220)1.5部、ポリマー分散剤としてポリビニルアルコール(日本合成社製:ゴーセノールKH−20、分子量約10万)0.05部を水47.95部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、ヘキサデカン6.9質量%、へプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)2を得た。
得られた蓄熱体2について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、7.2℃であった。蓄熱体2の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱体2の体積平均粒子径は、同様に粒度分布計を用いて測定した。蓄熱体2の体積平均粒子径は、3.02μmであった。
また、5℃で油性物質の凝固を行い、12℃で融解を行う凝固/融解の繰り返しを行った。凝固/融解の繰り返しを190回行い、体積平均粒子径を測定したところ2.99μmであった。分散体の体積平均粒子径変化は、−1%と小さく、凝固/融解の繰り返しにおいても蓄熱体は安定であった。
Example 2
1.5 parts of polyoxyethylene stearyl ether (Nonion S-220, manufactured by NOF Corporation) as a nonionic surfactant and polyvinyl alcohol (GOHSENOL KH-20, manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd., molecular weight of about 100,000 as a polymer dispersant in a beaker. ) Was added to 47.95 parts of water and dissolved in water, and paraffin (19.4% by mass of tetradecane, 73.5% by mass of pentadecane, 6.9% by mass of hexadecane) distilled from kerosene as an oily substance. A solution prepared by dissolving 0.5 part of sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 50.0 parts of pentadecane (0.2% by mass) was added. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thereby, the heat storage body (water dispersion) 2 according to the present invention was obtained.
The solidification temperature was obtained by performing differential scanning calorimetry (DSC) on the obtained heat storage body 2 under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 7.2 ° C. The fluidity of the heat storage body 2 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage body 2 was similarly measured using a particle size distribution meter. The heat storage body 2 had a volume average particle diameter of 3.02 μm.
In addition, the solidification of the oily substance was performed at 5 ° C., and the solidification / melting of melting at 12 ° C. was repeated. Coagulation / melting was repeated 190 times, and the volume average particle size was measured to be 2.99 μm. The change in the volume average particle diameter of the dispersion was as small as -1%, and the heat storage material was stable even after repeated coagulation / melting.
実施例3
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル(日本油脂社製:ノニオンS−220)1.5部、ポリマー分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム(日本触媒社製:アクアリックIH−L、分子量約150万)0.05部を水47.95部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、ヘキサデカン6.9質量%、ヘプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)3を得た。
得られた蓄熱体3について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、6.5℃であった。蓄熱体3の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱体3の体積平均粒子径は、同様に粒度分布計を用いて測定した。蓄熱体3の体積平均粒子径は、3.16μmであった。
また、5℃で油性物質の凝固を行い、12℃で融解を行う凝固/融解の繰り返しを行った。凝固/融解の繰り返しを190回行い、体積平均粒子径を測定したところ3.36μmであった。分散体の体積平均粒子径変化は、+6%と小さく、凝固/融解の繰り返しにおいても蓄熱体は安定であった。
Example 3
1.5 parts of polyoxyethylene stearyl ether (Nonion S-220, manufactured by NOF Corporation) as a nonionic surfactant and sodium polyacrylate (Aqualic IH-L, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., molecular weight as a polymer dispersant in a beaker An aqueous solution obtained by adding 0.05 parts of about 1.5 million parts of water to 47.95 parts of water and paraffin (19.4% by mass of tetradecane, 73.5% by mass of pentadecane, 6.9% by mass of hexadecane) distilled from kerosene as an oily substance. %, Heptadecane 0.2% by mass) and a solution prepared by dissolving 0.5 part of sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 50.0 parts. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thus, the heat storage body (water dispersion) 3 according to the present invention was obtained.
The solidification temperature was determined by performing differential scanning calorimetry (DSC) on the obtained heat storage body 3 under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 6.5 ° C. The fluidity of the heat storage body 3 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage body 3 was similarly measured using a particle size distribution meter. The volume average particle diameter of the heat storage body 3 was 3.16 μm.
In addition, the solidification of the oily substance was performed at 5 ° C., and the solidification / melting of melting at 12 ° C. was repeated. Coagulation / melting was repeated 190 times, and the volume average particle diameter was measured to be 3.36 μm. The change in the volume average particle diameter of the dispersion was as small as + 6%, and the heat storage material was stable even after repeated coagulation / melting.
実施例4
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル(日本油脂社製:ノニオンS−220)1.5部、ポリマー分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム(日本触媒社製:アクアリックDL522、分子量約17万)0.5部を水47.5部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、へキサデカン6.9質量%、ヘプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)4を得た。
得られた蓄熱体4について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、6.9℃であった。蓄熱体4の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱性4の体積平均粒子径は、同様に粒度分布計を用いて測定した。蓄熱体4の体積平均粒子径は、2.64μmであった。
また、5℃で油性物質の凝固を行い、12℃で融解を行う凝固/融解の繰り返しを行った。凝固/融解の繰り返しを70回行い、体積平均粒子径を測定したところ2.70μmであった。分散体の体積平均粒子径変化は、+2%と小さく、凝固/融解の繰り返しにおいても蓄熱体は安定であった。
Example 4
1.5 parts of polyoxyethylene stearyl ether (Nonion S-220, manufactured by NOF Corporation) as a nonionic surfactant and sodium polyacrylate (Aqualic DL522, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., molecular weight of about 17 as a polymer dispersant in a beaker. Paraffin (19.4% by mass of tetradecane, 73.5% by mass of pentadecane, 6.9% by mass of hexadecane) distilled from an aqueous solution prepared by adding 0.5 parts to 47.5 parts of water and dissolving an aqueous solution and kerosene as an oily substance. And a solution prepared by dissolving 0.5 part of sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 50.0 parts of heptadecane. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thereby, the heat storage body (water dispersion) 4 according to the present invention was obtained.
The solidification temperature was obtained by performing differential scanning calorimetry (DSC) on the obtained heat storage body 4 under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 6.9 ° C. The fluidity of the heat storage body 4 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage 4 was similarly measured using a particle size distribution meter. The volume average particle diameter of the heat storage body 4 was 2.64 μm.
In addition, the solidification of the oily substance was performed at 5 ° C., and the solidification / melting of melting at 12 ° C. was repeated. Coagulation / melting was repeated 70 times, and the volume average particle size was measured to be 2.70 μm. The change in the volume average particle size of the dispersion was as small as + 2%, and the heat storage material was stable even after repeated coagulation / melting.
実施例5
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル(日本油脂社製:ノニオンS−220)1.5部、ポリマー分散剤としてポリエチレンイミン(日本触媒社製:エポミンP−1000、分子量約7万)0.5部を水47.5部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、ヘキサデカン6.9質量%、ヘプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)5を得た。
得られた蓄熱体5について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、6.9℃であった。蓄熱体5の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱体5の体積平均粒子径は、同様に粒度分布計を用いて測定した。蓄熱体5の体積平均粒子径は、2.64μmであった。
また、5℃で油性物質の凝固を行い、12℃で融解を行う凝固/融解の繰り返しを行った。凝固/融解の繰り返しを70回行い、体積平均粒子径を測定したところ2.71μmであった。分散体の体積平均粒子径変化は、+3%と小さく、凝固/融解の繰り返しにおいても蓄熱体は安定であった。
Example 5
1.5 parts of polyoxyethylene stearyl ether (Nonion S-220, manufactured by NOF Corporation) as a nonionic surfactant and polyethyleneimine (Epomin P-1000, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., molecular weight of about 70,000 as a polymer dispersant in a beaker. ) 0.5 part of water was added to 47.5 parts of water, and paraffin distilled from an aqueous solution dissolved and kerosene as an oily substance (tetradecane 19.4% by mass, pentadecane 73.5% by mass, hexadecane 6.9% by mass, heptadecane) A solution obtained by dissolving 0.5 part of sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 50.0 parts of 0.2% by mass was added. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thereby, the heat storage body (water dispersion) 5 according to the present invention was obtained.
The solidification temperature was obtained by performing differential scanning calorimetry (DSC) on the obtained heat storage body 5 under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 6.9 ° C. The fluidity of the heat storage body 5 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage body 5 was similarly measured using a particle size distribution meter. The volume average particle diameter of the heat storage body 5 was 2.64 μm.
In addition, the solidification of the oily substance was performed at 5 ° C., and the solidification / melting of melting at 12 ° C. was repeated. Coagulation / melting was repeated 70 times, and the volume average particle diameter was measured to be 2.71 μm. The change in the volume average particle size of the dispersion was as small as + 3%, and the heat storage material was stable even after repeated coagulation / melting.
実施例6
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル(花王社製:レオドールスーパーTWL−120)1.5部、ポリマー分散剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース(信越化学工業社製:ハイメトローズhi90SH100000)0.005部を水47.995部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、へキサデカン6.9質量%、へプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)6を得た。得られた蓄熱体6について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、7.9℃であった。蓄熱体6の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱体6の体積平均粒子径は、同様に粒度分布計を用いて測定した。蓄熱体6の体積平均粒子径は、3.09μmであった。
また、5℃で油性物質の凝固を行い、12℃で融解を行う凝固/融解の繰り返しを行った。凝固/融解の繰り返しを150回行ったが、凝固/融解の繰り返しにおいても蓄熱体は安定であった。
Example 6
1.5 parts of polyoxyethylene sorbitan alkyl ester (manufactured by Kao Corporation: Rheodol Super TWL-120) as a nonionic surfactant and hydroxypropyl methylcellulose (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: HiMetroze hi90SH100000) as a nonionic surfactant. 005 parts was added to 47.995 parts of water, and paraffin (19.4% by mass of tetradecane, 73.5% by mass of pentadecane, 6.9% by mass of hexadecane, 0% by mass of heptadecane) was distilled from an aqueous solution dissolved and kerosene as an oily substance. A solution in which 0.5 part of a sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was dissolved was added to 50.0 parts of the mixture. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thus, a heat storage body (water dispersion) 6 according to the present invention was obtained. The solidification temperature was obtained by performing differential scanning calorimetry (DSC) on the obtained heat storage body 6 under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 7.9 ° C. The fluidity of the heat storage body 6 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage body 6 was similarly measured using a particle size distribution meter. The volume average particle diameter of the heat storage body 6 was 3.09 μm.
In addition, the solidification of the oily substance was performed at 5 ° C., and the solidification / melting of melting at 12 ° C. was repeated. The solidification / melting was repeated 150 times, and the heat storage material was stable even after the solidification / melting was repeated.
実施例7
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビタンステアレート(花王社製:レオドールTW−S120V)1.5部、ポリマー分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム(日本触媒社製:アクアリックIH−L)0.10部を水47.9部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4重量%、ペンタデカン73.5重量%、ヘキサデカン6.9重量%、ヘプタデカン0.2重量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサ−M型)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。この水分散体にイオン交換水66.7部を加え、これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)7を得た。
得られた蓄熱体7について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、7.3℃であった。蓄熱体7の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱体7の体積平均粒子径は、同様に粒度分布計を用いて測定した。蓄熱体7の体積平均粒子径は、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布計測定装置SALD−3000を用いて測定を行ったところ3.03μmであった。
次に攪拌による剪断を加える実験を行った。
500mlのビーカーに蓄熱体7を200g入れ、材料温度を5℃まで冷却した。なお、5℃での油性物質の凝固率を所定の方法でマックサイエンス社の示差走査熱量計DSC−3100Sを用いて算出したところ57%であった。5℃に調温後、攪拌機TKホモミキサ−M型を用いて回転数を4000rpmに合わせて分散させた。攪拌時は分散体温度を5℃から5.5℃に保ちながら、2000パス回数攪拌を行った。攪拌終了後、同様に粒度分布計で蓄熱体7の体積平均粒子径を測定したところ3.46μmであった。分散体の体積平均粒子径変化量は+14%と小さく攪拌による剪断力を加えても安定であった。
Example 7
1.5 parts of polyoxyethylene sorbitan stearate (manufactured by Kao Corporation: Rheodol TW-S120V) as a nonionic surfactant, and sodium polyacrylate (aqualic IH-L) manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. Paraffin (19.4% by weight of tetradecane, 73.5% by weight of pentadecane, 6.9% by weight of hexadecane, and 0.9% by weight of heptadecane) was added to 47.9 parts of water and dissolved in 47.9 parts of water and distilled from kerosene as an oily substance. A solution obtained by dissolving 0.5 part of sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 50.0 parts of 2 wt%) was added. The mixture was emulsified using a stirrer (TK homomixer-M type, manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. To this aqueous dispersion, 66.7 parts of ion-exchanged water was added, whereby a heat storage material (aqueous dispersion) 7 according to the present invention was obtained.
The solidification temperature was obtained by performing differential scanning calorimetry (DSC) on the obtained heat storage body 7 under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 7.3 ° C. The fluidity of the heat storage body 7 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage body 7 was similarly measured using a particle size distribution meter. The volume average particle diameter of the heat storage body 7 was 3.03 μm when measured using a laser diffraction type particle size distribution analyzer SALD-3000 manufactured by Shimadzu Corporation.
Next, an experiment in which shearing by stirring was performed was performed.
200 g of the heat storage element 7 was placed in a 500 ml beaker, and the material temperature was cooled to 5 ° C. The solidification rate of the oily substance at 5 ° C. was 57% when calculated by a predetermined method using a differential scanning calorimeter DSC-3100S manufactured by Mac Science. After the temperature was adjusted to 5 ° C., the mixture was dispersed by using a stirrer TK homomixer Model M at a rotation speed of 4000 rpm. At the time of stirring, stirring was performed 2,000 times while maintaining the dispersion temperature at 5 ° C. to 5.5 ° C. After completion of the stirring, the volume average particle diameter of the heat storage body 7 was measured using a particle size distribution meter in the same manner, and it was 3.46 μm. The variation in the volume average particle size of the dispersion was as small as + 14%, and was stable even when a shearing force due to stirring was applied.
実施例8
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンべへニルエーテル(日本油脂社製:ノニオンB−240、エチレンオキサイド付加モル数40)1.5部を水48.0部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4重量%、ペンタデカン73.5重量%、ヘキサデカン6.9重量%、ヘプタデカン0.2重量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサ−M型)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体(水分散体)8を得た。蓄熱体8の5℃での流動性は良好であった。
蓄熱体8の体積平均粒子径は、同様に粒度分布計を用いて測定した。蓄熱体8の体積平均粒子径は、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布計測定装置SALD−3000を用いて測定を行ったところ2.86μmであった。
次に攪拌による剪断を加える実験を行った。
500mlのビーカーに蓄熱体8を200g入れ、材料温度を5℃まで冷却した。なお、5℃での油性物質の凝固率を所定の方法でマックサイエンス社の示差走査熱量計DSC−3100Sを用いて算出したところ57%であった。5℃に調温後、攪拌機TKホモミキサ−M型を用いて回転数を4000rpmに合わせて分散させた。攪拌時は分散体温度を5℃から5.5℃に保ちながら、2000パス回数攪拌を行った。攪拌終了後、同様に粒度分布計で蓄熱体8の体積平均粒子径を測定したところ3.32μmであった。分散体の体積平均粒子径変化量は+16%と小さく攪拌による剪断力を加えても安定であった。
Example 8
To a beaker, 1.5 parts of polyoxyethylene benzyl ether (Nonion B-240, manufactured by NOF CORPORATION, 40 moles of ethylene oxide added) as a nonionic surfactant was added to 48.0 parts of water and dissolved in an aqueous solution and oiliness. 50.0 parts of paraffin (19.4% by weight of tetradecane, 73.5% by weight of pentadecane, 6.9% by weight of hexadecane, 0.2% by weight of heptadecane) distilled from kerosene as a substance is added to a sucrose fatty acid ester (Daiichi Kogyo Co., Ltd.). A liquid in which 0.5 part of Sugar Wax A-10E manufactured by Pharmaceutical Company was dissolved was added. The mixture was emulsified using a stirrer (TK homomixer-M type, manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thus, a heat storage body (aqueous dispersion) 8 according to the present invention was obtained. The fluidity of the heat storage body 8 at 5 ° C. was good.
The volume average particle diameter of the heat storage body 8 was similarly measured using a particle size distribution meter. The volume average particle diameter of the heat storage body 8 was 2.86 μm when measured using a laser diffraction type particle size distribution analyzer SALD-3000 manufactured by Shimadzu Corporation.
Next, an experiment in which shearing by stirring was performed was performed.
200 g of the heat storage body 8 was placed in a 500 ml beaker, and the material temperature was cooled to 5 ° C. The solidification rate of the oily substance at 5 ° C. was 57% when calculated by a predetermined method using a differential scanning calorimeter DSC-3100S manufactured by Mac Science. After the temperature was adjusted to 5 ° C., the mixture was dispersed by using a stirrer TK homomixer Model M at a rotation speed of 4000 rpm. At the time of stirring, stirring was performed 2,000 times while maintaining the dispersion temperature at 5 ° C. to 5.5 ° C. After the stirring was completed, the volume average particle diameter of the heat storage body 8 was measured by a particle size distribution analyzer in the same manner, and it was 3.32 μm. The variation in the volume average particle diameter of the dispersion was as small as + 16%, and was stable even when a shearing force due to stirring was applied.
比較例1
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル(花王社製:レオドールスーパーTWL120)1.5部を水48.0部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、ヘキサデカン6.9質量%、ヘプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより比較蓄熱体1(水分散体)を得た。
得られた比較蓄熱体1ついて、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、6.8℃であった。比較蓄熱体1の5℃での流動性は良好であった。
比較蓄熱体1の体積平均粒子径は、粒度分布計を用いて測定した。粒度分布計は、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布計測定装置SALD−3000を使用した。比較蓄熱体1の体積平均粒子径は、3.14μmであった。
また、5℃で油性物質の凝固を行い、12℃で融解を行う凝固/融解の繰り返しを行った。凝固/融解の繰り返しを72回行ったところ、パラフィンの一部が層状に分離した。
同様に5℃において攪拌による剪断を加える実験を行ったところ、1000パス回数目で材料がホイップ状となり流動性が見られなくなった。この攪拌終了後の比較蓄熱体1の体積平均粒子径は、9.67μmと大きくなっていた。分散体の体積平均粒子径変化量は+208%と大きく攪拌による剪断力で不安定であった。
Comparative Example 1
To a beaker was added 1.5 parts of polyoxyethylene sorbitan alkyl ester (manufactured by Kao Corporation: Leodol Super TWL120) as a nonionic surfactant in 48.0 parts of water, and a dissolved aqueous solution and paraffin distilled from kerosene as an oily substance. (19.4% by mass of tetradecane, 73.5% by mass of pentadecane, 6.9% by mass of hexadecane, 0.2% by mass of heptadecane) and 50.0 parts of sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A- manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 10E) A solution in which 0.5 part was dissolved was added. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. Thus, a comparative heat storage body 1 (aqueous dispersion) was obtained.
The solidification temperature of the obtained comparative heat storage body 1 was determined by performing differential scanning calorimetry (DSC) under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 6.8 ° C. The fluidity at 5 ° C. of the comparative heat storage body 1 was good.
The volume average particle diameter of the comparative heat storage body 1 was measured using a particle size distribution meter. As the particle size distribution meter, a laser diffraction type particle size distribution measuring device SALD-3000 manufactured by Shimadzu Corporation was used. The volume average particle diameter of the comparative heat storage body 1 was 3.14 μm.
In addition, the solidification of the oily substance was performed at 5 ° C., and the solidification / melting of melting at 12 ° C. was repeated. When the coagulation / melting was repeated 72 times, part of the paraffin separated into layers.
Similarly, when an experiment was performed in which shearing was performed by stirring at 5 ° C., the material became whipped at the 1,000th pass and fluidity was not observed. After the completion of the stirring, the volume average particle diameter of the comparative heat storage body 1 was as large as 9.67 μm. The variation in the volume average particle size of the dispersion was as large as + 208%, and was unstable due to the shearing force caused by stirring.
比較例2
ビーカーにポリマー分散剤としてポリビニルピロリドン(日本触媒社製:分子量約12万)1.5部を水48.0部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4質量%、ペンタデカン73.5質量%、へキサデカン6.9質量%、へプタデカン0.2質量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサー)を用いて乳化を行ったが、パラフィンが分散した水分散体を得ることができなかった。
Comparative Example 2
In a beaker, 1.5 parts of polyvinylpyrrolidone (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd .; molecular weight: about 120,000) was added as a polymer dispersant to 48.0 parts of water, and an aqueous solution of the solution was dissolved. Sucrose fatty acid ester (Sugar Wax A-10E, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 50.0 parts by mass (% by mass, pentadecane 73.5% by mass, hexadecane 6.9% by mass, heptadecane 0.2% by mass). A solution in which 0.5 part was dissolved was added. Emulsification was performed using a stirrer (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.), but an aqueous dispersion in which paraffin was dispersed could not be obtained.
比較例3
ビーカーにノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビタンステアレート(花王社製:レオドールTW−S120V)1.5部、水48.0部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン(テトラデカン19.4重量%、ペンタデカン73.5重量%、ヘキサデカン6.9重量%、ヘプタデカン0.2重量%)50.0部にショ糖脂肪酸エステル(第一工業製薬社製:シュガーワックスA−10E)0.5部を溶解した液を投入した。攪拌機(特殊機化社製:TKホモミキサ−M型)を用いて乳化した。パラフィンが分散した水分散体を得た。この水分散体にイオン交換水66.7部を加え、これにより本発明にかかる比較蓄熱体(水分散体)3を得た。
得られた比較蓄熱体3について、所定の条件下で示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより凝固温度を求めた。その結果、凝固温度(凝固開始温度)は、7.4℃であった。
比較蓄熱体3の5℃での流動性は良好であった。
比較蓄熱体3の体積平均粒子径を測定したところ2.84μmであった。
次に攪拌による剪断を加える実験を行った。
500mlのビーカーに比較蓄熱体3を200g入れ、材料温度を5℃まで冷却した。なお、5℃での油性物質の凝固率を所定の方法でマックサイエンス社の示差走査熱量計DSC−3100Sを用いて算出したところ57%であった。5℃に調温後、攪拌機TKホモミキサ−M型を用いて回転数を4000rpmに合わせて分散させた。攪拌時は分散体温度を5℃から5.5℃に保ちながら、2000パス回数攪拌を行った。この攪拌終了後の比較蓄熱体3の体積平均粒子径は、6.15μmと大きくなっていた。分散体の体積平均粒子径変化量は+117%と大きく攪拌による剪断力で不安定であった。
Comparative Example 3
1.5 parts of polyoxyethylene sorbitan stearate (manufactured by Kao Corporation: Rheodol TW-S120V) as a nonionic surfactant in a beaker, and an aqueous solution dissolved in 48.0 parts of water and dissolved therein and paraffin distilled from kerosene as an oily substance. (19.4% by weight of tetradecane, 73.5% by weight of pentadecane, 6.9% by weight of hexadecane, 0.2% by weight of heptadecane) and 50.0 parts of sucrose fatty acid ester (Sugar wax A- manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 10E) A solution in which 0.5 part was dissolved was added. The mixture was emulsified using a stirrer (TK homomixer-M type, manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). An aqueous dispersion in which paraffin was dispersed was obtained. To this aqueous dispersion, 66.7 parts of ion-exchanged water was added, thereby obtaining a comparative heat storage material (aqueous dispersion) 3 according to the present invention.
The solidification temperature of the obtained comparative heat storage body 3 was determined by performing differential scanning calorimetry (DSC) under predetermined conditions. As a result, the solidification temperature (solidification start temperature) was 7.4 ° C.
The fluidity at 5 ° C. of the comparative heat storage body 3 was good.
The volume average particle diameter of the comparative heat storage body 3 was 2.84 μm.
Next, an experiment in which shearing by stirring was performed was performed.
200 g of the comparative regenerator 3 was placed in a 500 ml beaker, and the material temperature was cooled to 5 ° C. The solidification rate of the oily substance at 5 ° C. was 57% when calculated by a predetermined method using a differential scanning calorimeter DSC-3100S manufactured by Mac Science. After the temperature was adjusted to 5 ° C., the mixture was dispersed by using a stirrer TK homomixer Model M at a rotation speed of 4000 rpm. At the time of stirring, stirring was performed 2,000 times while maintaining the dispersion temperature at 5 ° C. to 5.5 ° C. The volume average particle diameter of the comparative heat storage body 3 after completion of the stirring was as large as 6.15 μm. The volume average particle diameter variation of the dispersion was as large as + 117%, and was unstable due to shearing force due to stirring.
Claims (4)
ことを特徴とする蓄熱体。 A heat storage element comprising a dispersion obtained by dispersing a mixture essentially comprising an oily substance having a heat storage property by a phase change, an aqueous medium, a surfactant and a polymer dispersant in an oil-in-water type.
ことを特徴とする請求項1記載の蓄熱体。 The heat storage body according to claim 1, wherein the surfactant comprises a nonionic surfactant as an essential component.
ことを特徴とする蓄熱体。 An oily substance having heat storage property by phase change, an oil-in-water dispersion for a heat storage material essentially comprising an aqueous medium, wherein the oily substance in the oil-in-water dispersion is solidified by phase change by stirring. A heat storage element characterized in that the amount of change in the volume average particle diameter of the oil-in-water dispersion when subjected to shearing is within ± 50% of the volume average particle diameter before applying shearing. .
ことを特徴とする蓄熱装置及び蓄熱システム。 A heat storage device and a heat storage system using the heat storage body according to claim 1.
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WO2006021980A1 (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Shishiai-Kabushikigaisha | Heating medium composition |
JP2006335940A (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Harima Chem Inc | Process for manufacturing emulsion-type heat storage material |
FR2942310A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-20 | Yann Kaplan | Thermal energy accumulator for e.g. solar-water heater, has material formed by mixture of waxes that are miscible, so that material has point whose temperature is comprised between temperature of other points |
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2003
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006021980A1 (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Shishiai-Kabushikigaisha | Heating medium composition |
JP2006335940A (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Harima Chem Inc | Process for manufacturing emulsion-type heat storage material |
FR2942310A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-20 | Yann Kaplan | Thermal energy accumulator for e.g. solar-water heater, has material formed by mixture of waxes that are miscible, so that material has point whose temperature is comprised between temperature of other points |
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