JP2019019151A - Heat storage material composition - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、空調システム等で用いられる蓄熱材組成物に関する。 The present disclosure relates to a heat storage material composition used in an air conditioning system or the like.
近年、冷房空調用途等に潜熱蓄熱材を用いた蓄熱システムが利用されてきており、例えば、商業施設或いは工場で夜間に蓄えた冷熱を昼間の空調に利用するシステム、車両の走行中に蓄えた冷熱をアイドルストップ時の空調に利用するシステム、等が提案されている。 In recent years, heat storage systems using latent heat storage materials have been used for air conditioning and air conditioning applications, for example, systems that use cold heat stored at night in commercial facilities or factories for daytime air conditioning, stored during vehicle travel A system that uses cold heat for air conditioning during idle stop has been proposed.
冷房空調用途等に適した高い蓄熱密度と融点（例えば、５〜１２℃）とを備えた蓄熱材として、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（以下、ＴＢＡＢともいう）の包接水和物（ＴＢＡＢハイドレート）が知られているが、ＴＢＡＢハイドレートを冷却して冷熱を蓄熱する場合、融点以下でも結晶化が起こらない状態（過冷却状態）になり易く、所望の温度で冷熱を蓄熱することが困難である。 Inclusion hydrate (TBAB) of tetra n-butylammonium bromide (hereinafter also referred to as TBAB) as a heat storage material having a high heat storage density and a melting point (for example, 5 to 12 ° C.) suitable for air conditioning and air conditioning applications. Hydrate) is known, but when TBAB hydrate is cooled to store cold energy, it is likely to be in a state where crystallization does not occur even under the melting point (supercooled state), and cold energy is stored at a desired temperature. Is difficult.
そのため、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却を抑制する技術が必要であり、その一つとして、過冷却抑制剤として弗化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＦ）を添加する方法（特許文献１参照）が挙げられる。 Therefore, a technique for suppressing the supercooling of TBAB hydrate is required, and one of them is a method of adding tetrabutylammonium fluoride (TBAF) as a supercooling inhibitor (see Patent Document 1).
しかしながら、従来の方法は、ＴＢＡＢハイドレート（例えば、調和融点１２℃）に対して、より融点が高いＴＢＡＦハイドレート（例えば、調和融点２５℃）を添加するため、過冷却抑制効果が得られるのと同時に、ＴＢＡＢハイドレートの融点が上昇し、所望の温度で蓄熱することが困難であった。 However, since the conventional method adds TBAF hydrate (for example, harmonic melting point 25 ° C.) having a higher melting point to TBAB hydrate (for example, harmonic melting point 12 ° C.), an effect of suppressing supercooling can be obtained. At the same time, the melting point of TBAB hydrate increased and it was difficult to store heat at a desired temperature.
本開示は、前記従来の課題を解決するもので、ＴＢＡＢハイドレートの融点を変化させずに、優れた過冷却抑制効果を示す蓄熱材組成物を提供することを目的とする。 This indication solves the said conventional subject, and it aims at providing the thermal storage material composition which shows the outstanding supercooling suppression effect, without changing melting | fusing point of TBAB hydrate.
前記従来の課題を解決するために、本開示は、
水と臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムとを主成分とし、
結晶性層状ケイ酸化合物を含有する、蓄熱材組成物を提案する。
In order to solve the conventional problem, the present disclosure provides:
The main components are water and tetra n-butylammonium bromide,
A heat storage material composition containing a crystalline layered silicate compound is proposed.
本開示の蓄熱材組成物によれば、ＴＢＡＢハイドレートの融点を変化させずに、優れた過冷却抑制効果を得ることができる。ＴＢＡＢハイドレートに結晶性層状ケイ酸化合物を添加することによって、結晶性層状ケイ酸化合物の結晶構造がＴＢＡＢの擬似核となり、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却抑制剤として機能する。 According to the heat storage material composition of the present disclosure, an excellent supercooling suppression effect can be obtained without changing the melting point of TBAB hydrate. By adding a crystalline layered silicate compound to TBAB hydrate, the crystal structure of the crystalline layered silicate compound becomes a pseudo nucleus of TBAB, and functions as a supercooling inhibitor for TBAB hydrate.
本開示において、ＴＢＡＢハイドレート（ＴＢＡＢ包接水和物）とは、複数の分子が適当な条件下で組み合わさって結晶ができるとき、一方の分子（ホスト分子）が籠状、トンネル形、層状または網状構造をつくり、その隙間に他の分子（ゲスト分子、すなわち、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム）が入りこんだ構造の化合物（包接化合物）のうち、ホスト分子が水分子であるものをいう。ホスト分子である水分子が構成する籠状、トンネル形、層状または網状構造が不完全であっても、その隙間に他の分子（ゲスト分子）が入りこんだ構造の化合物であればＴＢＡＢハイドレートに含まれる。また、本開示において、「調和融点」とは原料溶液を冷却することにより水和物を生成させる際、水溶液（液相）から水和物（固相）に変相する前後の組成が変わらない場合（例えば、元の水溶液中のゲスト分子濃度と同じゲスト分子濃度の水和物が冷却されて生成するとき）の温度をいう。水溶液のゲスト分子の臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムの濃度により包接水和物が生成する温度（融点）が変化するが、縦軸を融点温度、横軸を濃度とした状態図では極大点が調和融点となる。「過冷却」とは、原料溶液を冷却して、水和物生成温度（融点又は凝固点）に達してさらに低温になっても水和物が生成されず水溶液の状態を保っている状態又は現象をという。水和物を蓄熱剤に用いる場合にはこの過冷却の程度、即ち過冷却度が大きいと、原料溶液の冷却温度（冷媒により冷却している場合には冷媒温度）を低くしなければならず、また水和物の生成が遅延する等の問題が生じる。したがって、過冷却度をできるだけ小さくし、過冷却を防止又は抑制すること（以下、単に「過冷却防止」または「過冷却抑制」という場合がある）が重要である。 In the present disclosure, TBAB hydrate (TBAB clathrate hydrate) means that when a plurality of molecules are combined under appropriate conditions to form a crystal, one molecule (host molecule) is in a cage, tunnel, or layered form Alternatively, a compound in which another molecule (guest molecule, that is, tetra-n-butylammonium bromide) enters into the gap and has a structure in which the host molecule is a water molecule is included. . Even if the trapezoidal, tunnel, layered, or network structure of the water molecule that is the host molecule is incomplete, any compound with a structure in which other molecules (guest molecules) enter the gaps will be converted into TBAB hydrate. included. In the present disclosure, “harmonic melting point” means that the composition before and after the phase change from an aqueous solution (liquid phase) to a hydrate (solid phase) does not change when a hydrate is formed by cooling the raw material solution. The temperature of the case (for example, when a hydrate having the same guest molecule concentration as that of the original aqueous solution is cooled to form). The temperature (melting point) at which clathrate hydrate is generated varies depending on the concentration of tetra n-butylammonium bromide in the guest molecule in the aqueous solution, but the maximum point is shown in the phase diagram with the melting point temperature on the vertical axis and the concentration on the horizontal axis. Harmonic melting point. “Supercooling” is a state or phenomenon in which the raw material solution is cooled and the hydrate formation temperature (melting point or freezing point) is reached and the hydrate is not formed and the aqueous solution is maintained even when the temperature is lowered. Called. When hydrate is used as a heat storage agent, if the degree of supercooling, that is, the degree of supercooling is large, the cooling temperature of the raw material solution (refrigerant temperature when cooled by a refrigerant) must be lowered. In addition, problems such as delaying the formation of hydrates arise. Therefore, it is important to make the degree of supercooling as small as possible to prevent or suppress supercooling (hereinafter, simply referred to as “supercooling prevention” or “supercooling suppression”).
本開示の第１態様は、水とＴＢＡＢとを主成分とし、結晶性層状ケイ酸化合物を含有する、蓄熱材組成物を提供する。本開示において、「主成分」とは、蓄熱剤が有する熱エネルギーを蓄積する効果又は性質の発現に寄与する又はその発現の原因となる当該蓄熱剤組成物の構成成分であって、蓄熱材組成物の全量において、一番多い成分を意味する。具体的には、水とＴＢＡＢの合計量が、蓄熱材組成物の全量中、５０ｗｔ％以上であってもよく、７０ｗｔ％以上であってもよく、８０ｗｔ％以上であってもよく、９０ｗｔ％以上であってもよく、９５ｗｔ％以上であってもよく、９９ｗｔ％以上であってもよい。 The first aspect of the present disclosure provides a heat storage material composition containing water and TBAB as main components and containing a crystalline layered silicate compound. In the present disclosure, the “main component” is a constituent component of the heat storage agent composition that contributes to the expression of the effect or property of accumulating the heat energy possessed by the heat storage agent or causes the expression thereof, and the heat storage material composition It means the most abundant component in the total amount of things. Specifically, the total amount of water and TBAB may be 50 wt% or more, 70 wt% or more, 80 wt% or more, or 90 wt% in the total amount of the heat storage material composition. The above may be sufficient, 95 wt% or more may be sufficient, and 99 wt% or more may be sufficient.
第１態様によれば、結晶性層状ケイ酸化合物の結晶構造がＴＢＡＢハイドレートの擬似核となり、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却抑制剤として機能することで、ＴＢＡＢハイドレートに対して融点を変化させずに過冷却抑制の効果を得ることができる。 According to the first aspect, the crystal structure of the crystalline layered silicate compound becomes a pseudo nucleus of TBAB hydrate and functions as a supercooling inhibitor of TBAB hydrate, so that the melting point is not changed with respect to TBAB hydrate. In addition, the effect of suppressing supercooling can be obtained.
本開示の第２態様は、第１態様における結晶性層状ケイ酸化合物が、二ケイ酸アルカリ金属塩または水溶液中で二ケイ酸イオンを解離する化合物である、蓄熱材組成物を提供する。 The second aspect of the present disclosure provides a heat storage material composition in which the crystalline layered silicate compound according to the first aspect is an alkali metal disilicate salt or a compound that dissociates disilicate ions in an aqueous solution.
第２態様によれば、二ケイ酸アルカリ金属塩または水溶液中で二ケイ酸イオンを解離する化合物の結晶構造がＴＢＡＢハイドレートの擬似核となり、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却抑制剤として機能することで、ＴＢＡＢハイドレートに対して融点を変化させずに高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。 According to the second aspect, the crystal structure of an alkali metal disilicate or a compound that dissociates disilicate ions in an aqueous solution becomes a pseudo nucleus of TBAB hydrate, and functions as a supercooling inhibitor of TBAB hydrate. A high supercooling suppression effect can be obtained without changing the melting point with respect to TBAB hydrate. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%.
本開示の第３態様は、第１態様または第２態様における結晶性層状ケイ酸化合物が二ケイ酸アルカリ金属塩であり、前記二ケイ酸アルカリ金属塩が、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2〔ｎ＝２〜４〕）、ケイ酸カリウム（Ｋ2Ｏ・２ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ〔ｎ＝２〜４〕）、およびケイ酸リチウム（Ｌｉ2Ｏ・２ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ〔ｎ＝２〜４〕）からなる群から選ばれる１少なくとも１種である、蓄熱材組成物を提供する。 According to a third aspect of the present disclosure, the crystalline layered silicate compound according to the first aspect or the second aspect is an alkali metal disilicate, and the alkali metal disilicate is sodium silicate (Na 2 O · nSiO). 2 [n = 2 to 4]), potassium silicate (K 2 O.2SiO 2 .nH 2 O [n = 2 to 4]), and lithium silicate (Li 2 O.2SiO 2 .nH 2 O [n] = 2 to 4]). The heat storage material composition is at least one selected from the group consisting of:
第３態様によれば、ケイ酸アルカリ金属塩の結晶構造がＴＢＡＢハイドレートの擬似核となり、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却抑制剤として機能することで、ＴＢＡＢハイドレートに対して融点を変化させずに高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。 According to the third aspect, the crystal structure of the alkali metal silicate salt becomes a pseudo nucleus of the TBAB hydrate, and functions as a supercooling inhibitor of the TBAB hydrate without changing the melting point with respect to the TBAB hydrate. A high supercooling suppression effect can be obtained. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%.
本開示の第４態様は、第１態様〜第３態様のいずれかにおいて、結晶性層状ケイ酸化合物が、二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・２ＳｉＯ2）および四ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・４ＳｉＯ2）からなる群から選ばれる１少なくとも１種である、蓄熱材組成物を提供する。 According to a fourth aspect of the present disclosure, in any one of the first to third aspects, the crystalline layered silicate compound includes sodium disilicate (Na 2 O · 2SiO 2 ) and sodium tetrasilicate (Na 2 O · A heat storage material composition that is at least one selected from the group consisting of 4SiO 2 ) is provided.
第４態様によれば、二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・２ＳｉＯ2）および四ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・４ＳｉＯ2）からなる群から選ばれる１少なくとも１種のケイ酸アルカリ金属塩の結晶構造がＴＢＡＢハイドレートの擬似核となり、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却抑制剤として機能することで、ＴＢＡＢハイドレートに対して融点を変化させずに高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。 According to the fourth aspect, crystals of at least one alkali metal silicate salt selected from the group consisting of sodium disilicate (Na 2 O · 2SiO 2 ) and sodium tetrasilicate (Na 2 O · 4SiO 2 ) The structure becomes a pseudo nucleus of TBAB hydrate and functions as a supercooling inhibitor of TBAB hydrate, so that a high supercooling suppression effect can be obtained without changing the melting point with respect to TBAB hydrate. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%.
本開示の第５態様は、第１態様〜第３態様のいずれかにおいて、結晶性層状ケイ酸化合物が、二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・２ＳｉＯ2）である、蓄熱材組成物を提供する。 A fifth aspect of the present disclosure provides the heat storage material composition according to any one of the first to third aspects, wherein the crystalline layered silicate compound is sodium disilicate (Na 2 O · 2SiO 2 ). .
第５態様によれば、二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・２ＳｉＯ2）の結晶構造がＴＢＡＢハイドレートの擬似核となり、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却抑制剤として機能することで、ＴＢＡＢハイドレートに対して融点を変化させずに高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。 According to the fifth aspect, the crystal structure of sodium disilicate (Na 2 O.2SiO 2 ) becomes a pseudo nucleus of TBAB hydrate, and functions as a supercooling inhibitor of TBAB hydrate. Thus, a high supercooling suppression effect can be obtained without changing the melting point. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%.
本開示の第６態様は、第１態様または第２態様における結晶性層状ケイ酸化合物が水溶液中で二ケイ酸イオンを解離する化合物であり、前記水溶液中で二ケイ酸イオンを解離する化合物が、カネマイト（ＮａＨＳｉ2Ｏ5・３Ｈ2Ｏ）、マカタイト（ＮａＨＳｉ4Ｏ9・５Ｈ2Ｏ）、アイラアイト（ＮａＨＳｉ8Ｏ17・ＸＨ2Ｏ）、マガディアイト（Ｎａ2ＨＳｉ14Ｏ29・ＸＨ2Ｏ）、及びケニヤアイト（Ｎａ2ＨＳｉ20Ｏ41・ＸＨ2Ｏ）からなる群から選ばれる１少なくとも１種である、蓄熱材組成物を提供する。 According to a sixth aspect of the present disclosure, the crystalline layered silicate compound according to the first aspect or the second aspect is a compound that dissociates disilicate ions in an aqueous solution, and the compound that dissociates disilicate ions in the aqueous solution is , kanemite (NaHSi 2 O 5 · 3H 2 O), makatite (NaHSi 4 O 9 · 5H 2 O), Airaaito (NaHSi 8 O 17 · XH 2 O), magadiite (Na 2 HSi 14 O 29 · XH 2 O And a heat storage material composition that is at least one selected from the group consisting of Kenyaite (Na 2 HSi 20 O 41 .XH 2 O).
第６態様によればカネマイト（ＮａＨＳｉ2Ｏ5・３Ｈ2Ｏ）、マカタイト（ＮａＨＳｉ4Ｏ9・５Ｈ2Ｏ）、アイラアイト（ＮａＨＳｉ8Ｏ17・ＸＨ2Ｏ）、マガディアイト（Ｎａ2ＨＳｉ14Ｏ29・ＸＨ2Ｏ）、及びケニヤアイト（Ｎａ2ＨＳｉ20Ｏ41・ＸＨ2Ｏ）からなる群から選ばれる１少なくとも１種の結晶構造がＴＢＡＢハイドレートの擬似核となり、ＴＢＡＢハイドレートの過冷却抑制剤として機能することで、ＴＢＡＢハイドレートに対して融点を変化させずに高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。 According to the sixth embodiment, kanemite (NaHSi 2 O 5 .3H 2 O), macatite (NaHSi 4 O 9 .5H 2 O), iraite (NaHSi 8 O 17 .XH 2 O), magadiite (Na 2 HSi 14 O) 29 · XH 2 O) and Kenyaite (Na 2 HSi 20 O 41 · XH 2 O) at least one crystal structure selected from the group consisting of pseudo nuclei of TBAB hydrate suppresses overcooling of TBAB hydrate By functioning as an agent, a high supercooling suppression effect can be obtained without changing the melting point with respect to TBAB hydrate. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%.
本開示の第７態様は、第１態様〜第３態様のいずれかにおいて、結晶性層状ケイ酸化合物の含有量が、５００ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下である、蓄熱材組成物を提供する。 A seventh aspect of the present disclosure provides the heat storage material composition according to any one of the first to third aspects, wherein the content of the crystalline layered silicate compound is 500 ppm or more and 10,000 ppm or less.
第７態様によれば、高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。すなわち、結晶性層状ケイ酸化合物の含有量が５００ｐｐｍ未満であれば、含有量が少なくなるに従って結晶化開始温度が低下傾向となっていることから、擬似核の濃度が低いと擬似核間での結晶成長速度が遅くなり、過冷却抑制の効果が小さくなる。また、結晶性層状ケイ酸化合物の含有量が１００００ｐｐｍより大きい場合は、溶解度以上の含有量となるため、結晶性層状ケイ酸化合物の沈殿物の析出が認められ、沈殿物の影響により冷却面と水溶液界面での熱交換性能が低下するため、過冷却抑制の効果が小さくなる。 According to the seventh aspect, a high supercooling suppression effect can be obtained. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%. That is, if the content of the crystalline layered silicate compound is less than 500 ppm, the crystallization start temperature tends to decrease as the content decreases. The crystal growth rate becomes slow, and the effect of suppressing supercooling becomes small. In addition, when the content of the crystalline layered silicate compound is more than 10,000 ppm, since the content is higher than the solubility, precipitation of the crystalline layered silicate compound is observed. Since the heat exchange performance at the aqueous solution interface is lowered, the effect of suppressing supercooling is reduced.
本開示の第８態様は、第１態様〜第５態様のいずれかにおけるケイ素化合物が二ケイ酸アルカリ金属塩であり、前記二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量を１０００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下である蓄熱材組成物を提供する。 An eighth aspect of the present disclosure is the heat storage material according to any one of the first to fifth aspects, wherein the silicon compound is an alkali metal disilicate and the content of the alkali metal disilicate is 1000 ppm to 3000 ppm. A composition is provided.
第８態様によれば、高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、５℃（過冷却度＝７℃）〜７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。すなわち、二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量が１０００ｐｐｍ以上であれば、擬似核間での結晶成長速度を向上させることができ、過冷却抑制の効果が大きくなる。また、二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量が３０００ｐｐｍ以下であれば、二ケイ酸アルカリ金属塩の沈殿物の析出がほとんどみられず、沈殿物の影響により冷却面と水溶液界面での熱交換性能が低下することがなく、より大きな過冷却抑制効果が得られる。 According to the 8th aspect, the high supercooling suppression effect can be acquired. As an example, the crystal at 5 ° C. (supercooling = 7 ° C.) to 7 ° C. (supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%. Can be started. That is, when the content of the alkali metal disilicate is 1000 ppm or more, the crystal growth rate between the pseudo nuclei can be improved, and the effect of suppressing the supercooling is increased. In addition, when the content of the alkali metal disilicate is 3000 ppm or less, almost no precipitation of the alkali metal disilicate salt is observed, and the heat exchange performance between the cooling surface and the aqueous solution interface due to the influence of the precipitate. Is not reduced, and a greater effect of suppressing overcooling can be obtained.
本開示の第９態様は、第１態様〜第５態様のいずれかにおけるケイ素化合物が二ケイ酸アルカリ金属塩であり、前記二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量を１５００ｐｐｍ以上２５００ｐｐｍ以下である蓄熱材組成物を提供する。 A ninth aspect of the present disclosure is the heat storage material according to any one of the first to fifth aspects, wherein the silicon compound is an alkali metal disilicate and the content of the alkali metal disilicate is 1500 ppm to 2500 ppm. A composition is provided.
第９態様によれば、より高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。すなわち、二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量が１５００ｐｍ以上であれば、擬似核間での結晶成長速度をより向上させることができ、過冷却抑制の効果が大きくなる。また、二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量が２５００ｐｐｍ以下であれば、二ケイ酸アルカリ金属塩の沈殿物の析出がほとんどみられず、沈殿物の影響により冷却面と水溶液界面での熱交換性能が低下することがなく、より大きな過冷却抑制効果が得られる。 According to the ninth aspect, a higher supercooling suppression effect can be obtained. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%. That is, when the content of the alkali metal disilicate is 1500 pm or more, the crystal growth rate between the pseudo nuclei can be further improved, and the effect of suppressing supercooling is increased. In addition, when the content of alkali metal disilicate is 2500 ppm or less, almost no precipitation of alkali metal disilicate precipitate is observed, and heat exchange performance at the cooling surface and aqueous solution interface due to the influence of the precipitate. Is not reduced, and a greater effect of suppressing overcooling can be obtained.
本開示の第１０態様は、第１態様〜第５態様のいずれかにおけるケイ素化合物が二ケイ酸アルカリ金属塩であり、前記二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量を２０００ｐｐｍである蓄熱材組成物を提供する。 A tenth aspect of the present disclosure is a heat storage material composition in which the silicon compound in any one of the first to fifth aspects is an alkali metal disilicate, and the content of the alkali metal disilicate is 2000 ppm. provide.
第１０態様によれば、より高い過冷却抑制効果を得ることができる。一例を挙げると、ＴＢＡＢの濃度を４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートの調和融点１２℃に対して、７℃（過冷却度＝５℃）での結晶化開始が可能となる。すなわち、二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量を２０００ｐｐｍとすることで、擬似核間での結晶成長速度をより向上させることができ、かつ、二ケイ酸アルカリ金属塩の沈殿物の析出を抑制できるため、沈殿物の影響により冷却面と水溶液界面での熱交換性能も抑制でき、より大きな過冷却抑制効果が得られる。 According to the 10th aspect, the higher supercooling suppression effect can be acquired. For example, crystallization can be started at 7 ° C. (degree of supercooling = 5 ° C.) with respect to the harmonic melting point of 12 ° C. of TBAB hydrate prepared to a TBAB concentration of 40 wt%. That is, by setting the content of the alkali metal disilicate salt to 2000 ppm, the crystal growth rate between the pseudo nuclei can be further improved, and the precipitation of the precipitate of the alkali metal disilicate salt can be suppressed. Therefore, the heat exchange performance at the cooling surface and the aqueous solution interface can also be suppressed due to the influence of the precipitate, and a greater effect of suppressing overcooling can be obtained.
上記したいずれかの実施形態に係る蓄熱材組成物は、ＴＢＡＢの濃度に係わらず、過冷却抑制の効果を得ることができる。例えば、ＴＢＡＢの濃度が２０ｗｔ％（融点８℃）、ＴＢＡＢの濃度が３０ｗｔ％（融点１１℃）の蓄熱材組成物に対しても、過冷却抑制の効果を得ることができる。 The heat storage material composition according to any one of the above-described embodiments can obtain an effect of suppressing supercooling regardless of the concentration of TBAB. For example, the effect of suppressing supercooling can be obtained for a heat storage material composition having a TBAB concentration of 20 wt% (melting point: 8 ° C.) and a TBAB concentration of 30 wt% (melting point: 11 ° C.).
本開示の蓄熱材組成物は、結晶性層状ケイ酸化合物を含有する。結晶性層状ケイ酸化合物としては、二ケイ酸アルカリ金属塩、水溶液中で二ケイ酸イオンを解離する化合物が挙げられる。結晶性層状ケイ酸化合物は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。本開示の蓄熱材組成物に含まれる結晶性層状ケイ酸化合物は、ＡｌおよびＭｇを含まないものであってもよい。 The heat storage material composition of the present disclosure contains a crystalline layered silicate compound. Examples of the crystalline layered silicate compound include alkali metal disilicates and compounds that dissociate disilicate ions in an aqueous solution. A crystalline layered silicic acid compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The crystalline layered silicate compound contained in the heat storage material composition of the present disclosure may not contain Al and Mg.
前記二ケイ酸アルカリ金属塩としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）の構成モル比率が２≦（ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ）≦４であるケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2〔ｎ＝２〜４〕）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）の構成モル比率が２≦（ＳｉＯ2／Ｋ2Ｏ）≦４であるケイ酸カリウム（Ｋ2Ｏ・２ＳｉＯ2〔ｎ＝２〜４〕）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）の構成モル比率が２≦（ＳｉＯ2／Ｌｉ2Ｏ）≦４であるケイ酸リチウム（Ｌｉ2Ｏ・ｎＳｉＯ2〔ｎ＝２〜４〕）等が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 The two The alkali metal silicate, silicon oxide (SiO 2) and the configuration molar ratio 2 ≦ sodium oxide (Na 2 O) (SiO 2 / Na 2 O) ≦ 4 a is sodium silicate (Na 2 O NSiO 2 [n = 2 to 4]), potassium silicate (K) in which the constituent molar ratio of silicon oxide (SiO 2 ) and potassium oxide (K 2 O) is 2 ≦ (SiO 2 / K 2 O) ≦ 4 2 O.2SiO 2 [n = 2 to 4]), lithium silicate having a constituent molar ratio of silicon oxide (SiO 2 ) and lithium oxide (Li 2 O) of 2 ≦ (SiO 2 / Li 2 O) ≦ 4 (Li 2 O · nSiO 2 [n = 2 to 4]) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2〔ｎ＝２〜４〕としては、二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5；Ｎａ2Ｏ・２ＳｉＯ2）、四ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓｉ4Ｏ9；Ｎａ2Ｏ・４ＳｉＯ2）等が挙げられる。二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5）は、α−Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5、β−Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5、δ−Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5、γ−Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5等が挙げられる。ケイ酸カリウムとしては、二ケイ酸カリウム（Ｋ2Ｓｉ2Ｏ5；Ｋ2Ｏ・２ＳｉＯ2）、四ケイ酸カリウム（Ｋ2Ｓｉ4Ｏ9；Ｋ2Ｏ・４ＳｉＯ2）等が挙げられる。ケイ酸リチウムとしては、二ケイ酸リチウム（Ｌｉ2Ｓｉ2Ｏ5；Ｌｉ2Ｏ・２ＳｉＯ2）、四ケイ酸リチウム（Ｌｉ2Ｓｉ4Ｏ9；Ｌｉ2Ｏ・４ＳｉＯ2）等が挙げられる。これらは、いずれも１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 The sodium silicate (Na 2 O · nSiO 2 [n = 2 to 4], sodium disilicate (Na 2 Si 2 O 5; Na 2 O · 2SiO 2), sodium tetraborate silicate (Na 2 Si 4 O 9 ; Na 2 O · 4SiO 2 ), etc. Sodium disilicate (Na 2 Si 2 O 5 ) is α-Na 2 Si 2 O 5 , β-Na 2 Si 2 O 5 , δ-Na 2. Si 2 O 5 , γ-Na 2 Si 2 O 5, etc. Examples of potassium silicate include potassium disilicate (K 2 Si 2 O 5 ; K 2 O · 2SiO 2 ), potassium tetrasilicate (K 2 Si 4 O 9 ; K 2 O.4SiO 2 ), etc. Examples of lithium silicate include lithium disilicate (Li 2 Si 2 O 5 ; Li 2 O.2SiO 2 ), lithium tetrasilicate (Li 2 Si 4 O 9 ; Li 2 O · 4SiO 2 ), etc. 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
前記水溶液中で二ケイ酸イオンを解離する化合物としては、カネマイト（ＮａＨＳｉ2Ｏ5・３Ｈ2Ｏ）、マカタイト（Ｎａ2Ｓｉ4Ｏ9・５Ｈ2Ｏ）、アイラアイト（ＮａＨＳｉ8Ｏ17・ＸＨ2Ｏ）、マガディアイト（Ｎａ2ＨＳｉ14Ｏ29・ＸＨ2Ｏ）、ケニヤアイト（Ｎａ2ＨＳｉ20Ｏ41・ＸＨ2Ｏ）等の結晶性層状ケイ酸ナトリウム等の鉱物が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 The compound dissociating disilicate ions in the aqueous solution, kanemite (NaHSi 2 O 5 · 3H 2 O), makatite (Na 2 Si 4 O 9 · 5H 2 O), Airaaito (NaHSi 8 O 17 · XH 2 O), magadiaite (Na 2 HSi 14 O 29 .XH 2 O), and minerals such as crystalline layered sodium silicate such as Kenyaite (Na 2 HSi 20 O 41 .XH 2 O). These may be used alone or in combination of two or more.
本開示の蓄熱材組成物において、結晶性層状ケイ酸化合物の含有量は、５００ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下であってもよく、１０００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下であってもよく、１５００ｐｐｍ以上２５００ｐｐｍ以下であってもよく、２０００ｐｐｍであってもよい。なお、本開示において、ｐｐｍは質量ｐｐｍを表す。 In the heat storage material composition of the present disclosure, the content of the crystalline layered silicate compound may be 500 ppm or more and 10000 ppm or less, 1000 ppm or more and 3000 ppm or less, or 1500 ppm or more and 2500 ppm or less, It may be 2000 ppm. In the present disclosure, ppm represents mass ppm.
本開示の蓄熱材組成物において、ＴＢＡＢハイドレートの融点を変化させずに優れた過冷却抑制効果を示す点から、結晶性層状ケイ酸化合物が二ケイ酸アルカリ金属塩である場合、前記二ケイ酸アルカリ金属塩の含有量は、１０００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下であってもよく、１５００ｐｐｍ以上２５００ｐｐｍ以下であってもよく、２０００ｐｐｍであってもよい。 In the heat storage material composition of the present disclosure, in the case where the crystalline layered silicate compound is an alkali metal disilicate, in terms of exhibiting an excellent supercooling suppression effect without changing the melting point of TBAB hydrate, the disilicate The content of the acid alkali metal salt may be 1000 ppm to 3000 ppm, 1500 ppm to 2500 ppm, or 2000 ppm.
本開示の蓄熱材組成物において、結晶性層状ケイ酸化合物は、過冷却防止効果のみならず、腐食抑制効果を備える。そのため、本開示の蓄熱材組成物は、腐食防止剤又は腐食抑制剤を含むものを除外しないが、含めなくても腐食抑制効果を奏することができる。腐食防止剤又は腐食抑制剤としては、例えば、亜硫酸塩、チオ硫酸塩のナトリウム塩、リチウム塩、ポリリン酸塩、トリポリリン酸塩、テトラポリリン酸塩、燐酸水素二塩、ピロ燐酸塩またはメタ珪酸塩のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、リチウム塩が挙げられる。 In the heat storage material composition of the present disclosure, the crystalline layered silicate compound has not only a supercooling prevention effect but also a corrosion inhibition effect. Therefore, the heat storage material composition of the present disclosure does not exclude those containing a corrosion inhibitor or a corrosion inhibitor, but can exhibit a corrosion inhibition effect even if it is not included. Corrosion inhibitors or corrosion inhibitors include, for example, sulfites, sodium thiosulfate, lithium salts, polyphosphates, tripolyphosphates, tetrapolyphosphates, dihydrogen phosphates, pyrophosphates or metasilicates Sodium salt, potassium salt, calcium salt, and lithium salt.
本開示の蓄熱材組成物において、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）の含有量は、例えば、３０〜４０ｗｔ％であってもよく、３５〜４０ｗｔ％であってもよい。 In the heat storage material composition of the present disclosure, the content of tetra n-butylammonium bromide (TBAB) may be, for example, 30 to 40 wt% or 35 to 40 wt%.
本実施形態に係る蓄熱材組成物は、公知の各種添加剤を含有してもよい。添加材としては、例えば、防腐剤、粘土調整剤、酸化防止剤、脱泡剤、砥粒、充填剤、着色剤、増粘剤、界面活性剤、難燃剤等の公知の添加剤を使用できる。これらは、１種を単独で使用されてもよく、２種以上を組み合わせて使用されてもよい。これらの添加剤の種類及び使用量は、本開示の蓄熱装置の目的が損なわれない限り、制限されない。 The heat storage material composition according to the present embodiment may contain various known additives. As additives, for example, known additives such as preservatives, clay modifiers, antioxidants, defoamers, abrasive grains, fillers, colorants, thickeners, surfactants, flame retardants, and the like can be used. . These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The type and amount of these additives are not limited as long as the purpose of the heat storage device of the present disclosure is not impaired.
本実施形態に係る蓄熱材組成物における融解開始点（言い換えると融点開始温度）、および吸放熱ピークは、ＪＩＳ Ｋ ７１２１（２０１２）に準じて示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定できる。示差走査熱量測定には、公知の示差走査熱量計を使用できる。示差走査熱量計としては、例えば、Perkin Elmer Japan社の入力補償型ダブルファーネスＤＳＣ８５００を使用できる。測定結果から、図１に示されるように、融解開始点１０３、吸放熱ピーク１０４を特定することができる。吸放熱ピークとは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の測定結果において、熱量変化によりベースラインから下に凸の形状の下至点として表れるピークのことを意味する。 The melting start point (in other words, melting point start temperature) and the heat absorption / release peak in the heat storage material composition according to this embodiment can be measured by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K 7121 (2012). A known differential scanning calorimeter can be used for differential scanning calorimetry. As the differential scanning calorimeter, for example, an input compensation type double furnace DSC8500 manufactured by Perkin Elmer Japan can be used. From the measurement result, as shown in FIG. 1, the melting start point 103 and the heat absorption / release peak 104 can be specified. The absorption / release heat peak means a peak appearing as a bottom point of a convex shape downward from the baseline due to a change in calorific value in a differential scanning calorimetry (DSC) measurement result.
図１では、示差走査熱量測定の降温曲線１０１を破線で示し、示差走査熱量測定の昇温曲線１０２を実線で示す。 In FIG. 1, the temperature drop curve 101 of differential scanning calorimetry is indicated by a broken line, and the temperature rising curve 102 of differential scanning calorimetry is indicated by a solid line.
本開示の実施形態を、実施例を用いて詳細に説明する。なお、これらの実施例により本開示が限定されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail using examples. Note that the present disclosure is not limited by these examples.
次に、実施例を挙げて本開示をさらに具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例により何ら限定されるものではなく、本開示の技術的思想内で多くの変形が当分野において通常の知識を有する者により可能である。 Next, the present disclosure will be described more specifically with reference to examples. However, the present disclosure is not limited to these examples, and many modifications may be made in the art within the technical idea of the present disclosure. This is possible by those with ordinary knowledge.
［実施例１〜８］
９ｃｃのガラス製のサンプル瓶に、４０ｗｔ％のＴＢＡＢハイドレート６．０ｇとなるように、ＴＢＡＢ２．４ｇとイオン交換水３．６ｇを調製し、十分に攪拌させた後に、下記表１に示されるように、１００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの二ケイ酸ナトリウム（δ−Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5）を添加し、さらに十分に攪拌した水溶液を調製した。
[Examples 1 to 8]
After preparing TBAB 2.4g and ion-exchange water 3.6g so that it may become 40 wt% TBAB hydrate 6.0g in a 9cc glass sample bottle, it is shown in following Table 1 As described above, 100 ppm to 10000 ppm of sodium disilicate (δ-Na 2 Si 2 O 5 ) was added to prepare a sufficiently stirred aqueous solution.
上記のように調製した水溶液を含んだサンプル瓶を、１２℃の温度に制御したペルチェ冷却プレートの上に１０分間静置させ、目視で結晶化開始の有無について判定を行った。その際に、サンプル瓶の底面からのみではなく、サンプル瓶の側面からも冷却できるように、ペルチェ冷却プレートの上に、図２に示すアルミニウム製の冷却ブロック２００を載せて、冷却ブロックに形成された穴の中にサンプル瓶を静置させて、観察用スリット２０１から結晶化開始の有無について判断を行った。 The sample bottle containing the aqueous solution prepared as described above was allowed to stand for 10 minutes on a Peltier cooling plate controlled at a temperature of 12 ° C., and the presence or absence of the start of crystallization was visually determined. At that time, an aluminum cooling block 200 shown in FIG. 2 is placed on the Peltier cooling plate so as to be cooled not only from the bottom surface of the sample bottle but also from the side surface of the sample bottle. The sample bottle was allowed to stand in the hole, and the presence or absence of the start of crystallization was determined from the observation slit 201.
結晶化の開始が見られなかった場合は、ペルチェ冷却プレートの温度を１℃下げて、再び１０分間静置させた際の、結晶化開始の有無について判定を行い、最終的に結晶化が開始した時の温度を測定した。また、結晶化開始温度のサンプルによるばらつきを考慮して、それぞれの二ケイ酸ナトリウムの含有量を変えたサンプルに対し、評価を行った。表１にそれぞれの結果を示す。 If the start of crystallization was not observed, the temperature of the Peltier cooling plate was lowered by 1 ° C., and when it was allowed to stand again for 10 minutes, it was determined whether or not crystallization started, and finally crystallization started The temperature was measured. In addition, in consideration of variation of the crystallization start temperature among samples, evaluation was performed on samples in which the content of each sodium disilicate was changed. Table 1 shows the results.
［比較例１］
実施例１〜８と同様にして、９ｃｃのガラス製のサンプル瓶に、４０ｗｔ％のＴＢＡＢハイドレート６．０ｇとなるように、ＴＢＡＢ２．４ｇとイオン交換水３．６ｇを調整し、十分に攪拌させた。二ケイ酸ナトリウム（δ−Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5）を添加せずに、サンプル瓶を１２℃の温度に制御したペルチェ冷却プレートの上に１０分間静置させ、アルミニウム製の冷却ブロック２００を載せて、冷却ブロックに形成された穴の中にサンプル瓶を静置させて、観察用スリット２０１から結晶化開始の有無について判定を行った。結晶化の開始が見られなかった場合は、ペルチェ冷却プレートの温度を１℃下げて、再び１０分間静置させた際の、結晶化開始の有無について判定を行い、最終的に結晶化が開始した時の温度を測定した。その結果、過冷却抑制剤として、二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5）を添加していないＴＢＡＢハイドレートでは、結晶化開始温度は−３℃であった。
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Examples 1 to 8, 2.4 g of TBAB and 3.6 g of ion-exchanged water were prepared in a 9 cc glass sample bottle so that 40 g% of TBAB hydrate was 6.0 g, and sufficiently stirred. I let you. Without adding sodium disilicate (δ-Na 2 Si 2 O 5 ), the sample bottle was allowed to stand on a Peltier cooling plate controlled at a temperature of 12 ° C. for 10 minutes, and an aluminum cooling block 200 was placed thereon. Then, the sample bottle was allowed to stand in the hole formed in the cooling block, and the presence or absence of the start of crystallization was determined from the observation slit 201. If the start of crystallization was not observed, the temperature of the Peltier cooling plate was lowered by 1 ° C., and when it was allowed to stand again for 10 minutes, it was determined whether or not crystallization started, and finally crystallization started The temperature was measured. As a result, in the TBAB hydrate to which sodium disilicate (Na 2 Si 2 O 5 ) was not added as a supercooling inhibitor, the crystallization start temperature was −3 ° C.
［比較例２］
二ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5）の代わりに、１００００ｐｐｍのメタケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）を用いた以外は、実施例１と同様にして、水溶液を調製した。調製した水溶液を用いて、実施例１と同様に、結晶化開始の有無について判定を行い、最終的に結晶化が開始した時の温度を測定した。その結果を表１に示す。
[Comparative Example 2]
An aqueous solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10000 ppm of sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) was used instead of sodium disilicate (Na 2 Si 2 O 5 ). Using the prepared aqueous solution, the presence or absence of the start of crystallization was determined in the same manner as in Example 1, and the temperature when crystallization finally started was measured. The results are shown in Table 1.
表１の結果より、二ケイ酸ナトリウムの含有量が２０００ｐｐｍの場合、最も結晶化温度が高い（＝過冷却度が低い）結果が得られた。 From the results of Table 1, when the content of sodium disilicate was 2000 ppm, the result of the highest crystallization temperature (= low degree of supercooling) was obtained.
二ケイ酸ナトリウムの含有量が多くなるに従って、１０００ｐｐｍ以上の場合、より高い過冷却抑制効果が得られた。 As the content of sodium disilicate increased, in the case of 1000 ppm or more, a higher supercooling suppression effect was obtained.
また、二ケイ酸ナトリウムの含有量が４０００ｐｐｍを上回る場合は、２０００〜３０００ｐｐｍを含有する場合の結晶化開始温度よりは２℃程度低いものの、高い過冷却抑制の効果が得られた。 Moreover, when the content of sodium disilicate exceeds 4000 ppm, although it is lower by about 2 ° C. than the crystallization start temperature in the case of containing 2000 to 3000 ppm, a high supercooling suppression effect was obtained.
次に、本開示による過冷却抑制効果が、蓄熱材組成物の融点上昇に起因する見掛け上の過冷却抑制では無いことを明らかにするために、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）による熱分析を行った。 Next, in order to clarify that the supercooling suppression effect according to the present disclosure is not an apparent supercooling suppression due to an increase in the melting point of the heat storage material composition, a thermal analysis by DSC (Differential Scanning Calibration) was performed. .
４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレート、すなわち比較例１のＤＳＣ分析結果では、図１に示す吸放熱ピークが得られた。図１では、吸熱波形の融解開始温度が１３．１１℃であり、吸熱ピーク温度が１４．６８℃であり、蓄熱密度が１９３Ｊ/ｇであった。これに対し、４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートに二ケイ酸ナトリウムを２０００ｐｐｍ含有する蓄熱材組成物では、図３に示す吸放熱ピークが得られた。図３では、吸熱波形の融解開始温度が１０．９７℃、吸熱ピーク温度が１３．４９℃、蓄熱密度が２１１Ｊ/ｇの結果であった。図１と図３を対比すると、吸放熱ピークがシフトしていないことから、結晶性層状ケイ酸化合物の影響による融点上昇は見られず、蓄熱密度の低下は見られなかった。また、特許文献１（特開２００９−７９１５９号公報）の図１では、吸放熱ピークが右側にシフトしており、融点上昇が見られていた。４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートに二ケイ酸ナトリウムを１００、５００、１０００ｐｐｍ含有する実施例１〜３のＤＳＣ分析結果を、それぞれ図４〜６に示す。また、４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートに二ケイ酸ナトリウムを１００００ｐｐｍ含有する実施例８のＤＳＣ分析結果を、それぞれ図７に示す。これらの実施例では、融点上昇は見られず、蓄熱密度の低下は見られなかった。また、４０ｗｔ％に調製したＴＢＡＢハイドレートに二ケイ酸ナトリウムを３０００、４０００、５０００ｐｐｍ含有する実施例５〜７においても、融点上昇は見られず、蓄熱密度の低下は見られなかった（図示せず）。すべての実施例において、結晶性層状ケイ酸化合物の影響による融点上昇は見られず、蓄熱密度の低下は見られなかった。 In the TBAB hydrate prepared to 40 wt%, that is, the DSC analysis result of Comparative Example 1, the heat absorption / release peak shown in FIG. 1 was obtained. In FIG. 1, the melting start temperature of the endothermic waveform was 13.11 ° C., the endothermic peak temperature was 14.68 ° C., and the heat storage density was 193 J / g. On the other hand, in the heat storage material composition containing 2000 ppm of sodium disilicate in TBAB hydrate prepared to 40 wt%, the heat absorption / release peak shown in FIG. 3 was obtained. In FIG. 3, the melting start temperature of the endothermic waveform was 10.97 ° C., the endothermic peak temperature was 13.49 ° C., and the heat storage density was 211 J / g. When FIG. 1 and FIG. 3 are compared, since the absorption / release peak is not shifted, no increase in melting point due to the influence of the crystalline layered silicate compound was observed, and no decrease in heat storage density was observed. Moreover, in FIG. 1 of patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-79159), the absorption-and-release peak was shifted to the right side, and melting | fusing point raise was seen. The DSC analysis results of Examples 1 to 3 containing 100, 500, and 1000 ppm of sodium disilicate in TBAB hydrate prepared to 40 wt% are shown in FIGS. Moreover, the DSC analysis result of Example 8 which contains 10000 ppm of sodium disilicate in TBAB hydrate prepared to 40 wt% is shown in FIG. In these examples, no increase in melting point was observed, and no decrease in heat storage density was observed. In Examples 5 to 7 containing 3000, 4000, and 5000 ppm of sodium disilicate in TBAB hydrate prepared to 40 wt%, no increase in melting point was observed and no decrease in heat storage density was observed (not shown). ) In all Examples, the melting point was not increased due to the influence of the crystalline layered silicate compound, and the heat storage density was not decreased.
以上のように、本開示にかかる蓄熱材組成物は、冷房で使用する温度帯の蓄熱材の過冷却を大幅に抑制することができるため、商業施設或いは工場における夜間電力を有効利用するエアコンシステム、アイドルストップ車におけるエアコンシステム、等の用途で利用することができる。 As described above, since the heat storage material composition according to the present disclosure can significantly suppress overcooling of the heat storage material in the temperature range used for cooling, an air conditioner system that effectively uses nighttime power in commercial facilities or factories. It can be used for applications such as an air conditioning system in an idle stop vehicle.
１０１ 示差走査熱量測定の降温曲線
１０２ 示差走査熱量測定の昇温曲線
１０３ 融解開始点
１０４ 吸放熱ピーク
２００ アルミニウム製冷却ブロック
２０１ 観察用スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Temperature drop curve of differential scanning calorimetry 102 Temperature rising curve of differential scanning calorimetry 103 Melting start point 104 Absorption / radiation peak 200 Aluminum cooling block 201 Observation slit
Claims (10)
結晶性層状ケイ酸化合物を含有する、蓄熱材組成物。 The main components are water and tetra n-butylammonium bromide,
A heat storage material composition containing a crystalline layered silicate compound.
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