JP6247565B2 - Microcapsule heat storage material and heat storage device using the same - Google Patents

Microcapsule heat storage material and heat storage device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP6247565B2
JP6247565B2 JP2014037033A JP2014037033A JP6247565B2 JP 6247565 B2 JP6247565 B2 JP 6247565B2 JP 2014037033 A JP2014037033 A JP 2014037033A JP 2014037033 A JP2014037033 A JP 2014037033A JP 6247565 B2 JP6247565 B2 JP 6247565B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat storage
heat
microcapsule
transport medium
storage material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014037033A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015160904A (en
Inventor
岸本 章
章 岸本
健太郎 植田
健太郎 植田
森田 和樹
和樹 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2014037033A priority Critical patent/JP6247565B2/en
Publication of JP2015160904A publication Critical patent/JP2015160904A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6247565B2 publication Critical patent/JP6247565B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Description

本発明は、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入したマイクロカプセルタイプの蓄熱材及びそれを用いた蓄熱装置に関する。   The present invention relates to a microcapsule type heat storage material in which a phase change material that absorbs and releases latent heat according to a temperature change is enclosed in a microcapsule, and a heat storage device using the same.

従来、空調用または日用品用の蓄熱材として、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入した蓄熱材が実用化されており、それらの相変化物質としては、主にパラフィン等の有機物が用いられていた。   Conventionally, as heat storage materials for air conditioning or daily necessities, heat storage materials in which phase change substances that absorb and release latent heat according to temperature changes are encapsulated in microcapsules have been put to practical use. Organic materials such as paraffin were mainly used.

特開平9−31451号公報JP-A-9-31451 特開平9−221665号公報JP-A-9-221665

上記のような技術によれば、相変化物質として使用されるパラフィンの潜熱量が150kJ/kg程度であり、蓄熱量が少ないため、十分な熱保有能力が得られず、使用用途が限定されている。   According to the above technology, the amount of latent heat of paraffin used as a phase change material is about 150 kJ / kg, and the amount of stored heat is small, so that sufficient heat holding capacity cannot be obtained, and the usage application is limited. Yes.

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、蓄熱量の大きいマイクロカプセルタイプの蓄熱材及びそれを用いた蓄熱装置、更には、本発明は、30〜60℃の範囲などの比較的低温度域においても蓄熱でき、しかもより高い蓄熱密度を有するマイクロカプセルタイプの蓄熱材並びに当該蓄熱材を用いた蓄熱装置を提供することを目的とする。   In view of the drawbacks of the prior art, the present invention is a microcapsule type heat storage material having a large amount of heat storage, a heat storage device using the same, and the present invention is a relatively low temperature range such as a range of 30 to 60 ° C. It is an object of the present invention to provide a microcapsule type heat storage material having a higher heat storage density and a heat storage device using the heat storage material.

(1)課題を解決するため、本発明のマイクロカプセル蓄熱材は、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質がマイクロカプセル中に封入されたマイクロカプセル蓄熱材であって、相変化物質がテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミド及びテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドから選ばれた少なくとも1種のイミド化合物と水からなることを特徴とする。   (1) In order to solve the problem, the microcapsule heat storage material of the present invention is a microcapsule heat storage material in which a phase change material that absorbs and releases latent heat according to a temperature change is enclosed in the microcapsule. The changing substances are tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide and tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-4- It is characterized by comprising at least one imide compound selected from methylthiobutyl) imide and water.

(2)前記(1)項記載のマイクロカプセル蓄熱材においては、水の配合割合が、前記イミド化合物の体積に対し、10〜200体積%であることが好ましい。   (2) In the microcapsule heat storage material described in (1), the water content is preferably 10 to 200% by volume with respect to the volume of the imide compound.

(3)前記(1)項又は(2)項のいずれかに記載のマイクロカプセル蓄熱材においては、マイクロカプセル蓄熱材のマイクロカプセルの大きさが、体積平均粒子径で1μm〜800μmであることが好ましい。   (3) In the microcapsule heat storage material according to any one of (1) or (2), the size of the microcapsule of the microcapsule heat storage material may be 1 μm to 800 μm in volume average particle diameter. preferable.

(4)また、本発明の蓄熱装置は、蓄熱体が、蓄熱槽中に配置されている蓄熱槽を有する蓄熱装置であって、前記蓄熱体が前記(1)項〜(3)項のいずれかに記載のマイクロカプセル蓄熱材が、基体面に接着されている蓄熱体からなることを特徴とする。   (4) Moreover, the thermal storage apparatus of this invention is a thermal storage apparatus in which a thermal storage body has the thermal storage tank arrange | positioned in the thermal storage tank, Comprising: The said thermal storage body is any of said (1) term-(3) term | claim. The microcapsule heat storage material according to claim 1 is made of a heat storage body adhered to a substrate surface.

(5)前記(4)項記載のマイクロカプセル蓄熱装置においては、前記蓄熱装置が、熱源機、蓄熱槽、熱輸送媒体、蓄熱モードで熱輸送媒体が流れる配管および放熱モードで熱輸送媒体が流れる配管を有する蓄熱および放熱が可能な蓄熱装置であることが好ましい。   (5) In the microcapsule heat storage device according to (4), the heat storage device includes a heat source device, a heat storage tank, a heat transport medium, a pipe through which the heat transport medium flows in the heat storage mode, and a heat transport medium in the heat release mode. It is preferable that the heat storage device has heat storage and heat dissipation having a pipe.

本発明によれば、蓄熱材として用いられる相変化物質の潜熱量が大きいため、蓄熱量の大きいマイクロカプセルタイプの蓄熱材並びに当該蓄熱材を用いた蓄熱装置を提供することができる。更には、30〜60℃の範囲などの比較的低温の熱も回収可能で、しかも大きな蓄熱量を与えるマイクロカプセルタイプの蓄熱材並びに当該蓄熱材を用いた蓄熱装置を提供できる。   According to the present invention, since the amount of latent heat of the phase change material used as the heat storage material is large, it is possible to provide a microcapsule type heat storage material having a large heat storage amount and a heat storage device using the heat storage material. Furthermore, it is possible to provide a heat storage device using a microcapsule type heat storage material that can recover relatively low-temperature heat such as a range of 30 to 60 ° C. and that provides a large amount of heat storage and the heat storage material.

本発明の蓄熱装置と、更に熱交換器、熱利用手段(熱負荷)部分までを含めた一態様を説明するための構成概念図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The structure conceptual diagram for demonstrating the one aspect | mode including the heat storage apparatus of this invention, and also a heat exchanger and a heat utilization means (heat load) part. 本発明で用いる蓄熱体の別の一例の態様を示す斜視図。The perspective view which shows the aspect of another example of the thermal storage body used by this invention. 本発明で用いる蓄熱体の更に別の一例の態様を示す概念図。The conceptual diagram which shows the aspect of another example of the thermal storage body used by this invention.

本発明に使用されるマイクロカプセルに内包され、相変化を伴う物質としては、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミド及びテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドから選ばれた少なくとも1種のイミド化合物であり、これと水を含有させたものである。   The substance encapsulated in the microcapsule used in the present invention and accompanied by a phase change includes tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide and tetrabutylphosphonium N. It is at least one imide compound selected from-(trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-4-methylthiobutyl) imide, and contains this and water.

これらのイミド化合物は単独で使用しても、組み合わせて使用してもよい。   These imide compounds may be used alone or in combination.

これらのイミド化合物は、所定の温度以下では、水と結合して水和物を形成する(1水和物)。その際、発熱する。また、所定の温度以上では、前記イミド化合物の水和物の水は脱離して、前記イミド化合物と水に分かれる。その際、吸熱する。これらの所定温度を介した前記イミド化合物と水との結合/解離過程で生じる発熱/吸熱の潜熱を蓄熱に用いるものである。   These imide compounds are combined with water to form a hydrate at a predetermined temperature or lower (monohydrate). At that time, heat is generated. Further, at a predetermined temperature or higher, water of the imide compound hydrate is desorbed and separated into the imide compound and water. At that time, it absorbs heat. The latent heat of heat generation / endotherm generated in the bonding / dissociation process between the imide compound and water through these predetermined temperatures is used for heat storage.

前記所定の温度は、上述のように、水和物を形成する最高温度ないしは水和物の水の脱離が生じる最低温度であり、化合物により若干異なるが、30〜60℃の範囲内である。   As described above, the predetermined temperature is the maximum temperature at which hydrate is formed or the minimum temperature at which water of hydrate is eliminated, and varies slightly depending on the compound, but is within the range of 30 to 60 ° C. .

例えば、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドでは、30℃以下であると水と結合して水和物を形成し、30℃以上であると水と解離する。また、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドでは、45℃を境に水と結合/解離が起こる。   For example, in tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide, when it is 30 ° C. or lower, it binds with water to form a hydrate, and 30 ° C. or higher. Dissociates from water. Further, in tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-4-methylthiobutyl) imide, binding / dissociation with water occurs at 45 ° C. as a boundary.

これらのイミド化合物は、特に限定するものではないが、例えば、次のような方法で合成できる。   These imide compounds are not particularly limited, but can be synthesized, for example, by the following method.

テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドにおいては、メチオニン(2−アミノ−4−(メチルスルファニル)ブタン酸)にアルコール系溶媒を加え、冷却しながら、塩化チオニルを滴下して混合させる。10数時間時間攪拌した後、溶媒を除き、メチオニンメチルエステル塩酸塩(1)を得る。   In tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide, an alcohol solvent is added to methionine (2-amino-4- (methylsulfanyl) butanoic acid), While cooling, thionyl chloride is added dropwise and mixed. After stirring for 10 hours, the solvent is removed and methionine methyl ester hydrochloride (1) is obtained.

次に、(1)にトリエチルアミンを加え、冷却しながら、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を含む塩化メチレン溶液を滴下する。15時間攪拌すると、N−トリフルオロメタンスルフォニルメチオニンメチルエステル(2)を得る。(2)を水酸化ナトリウムで加水分解を行い、N−トリフルオロメタンスルホニルメチオニン(3)を得る。   Next, triethylamine is added to (1), and a methylene chloride solution containing trifluoromethanesulfonic anhydride is added dropwise while cooling. When stirred for 15 hours, N-trifluoromethanesulfonylmethionine methyl ester (2) is obtained. (2) is hydrolyzed with sodium hydroxide to obtain N-trifluoromethanesulfonylmethionine (3).

蒸留水に(3)とヒドロキシテトラブチルホスフォニウムを加え、攪拌し、溶媒を除去することで、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドが得られる。   Tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) is obtained by adding (3) and hydroxytetrabutylphosphonium to distilled water, stirring and removing the solvent. An imide is obtained.

テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドにおいては、前述のメチオニン(2−アミノ−4−(メチルスルファニル)ブタン酸)の代わりに、2−アミノ−5−(メチルスルファニル)ペンタン酸を用いて同様にして合成できる。   In tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-4-methylthiobutyl) imide, instead of the aforementioned methionine (2-amino-4- (methylsulfanyl) butanoic acid), 2 It can be synthesized in the same manner using -amino-5- (methylsulfanyl) pentanoic acid.

参考までに、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドの分子式を下記に示した。   For reference, the molecular formula of tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide is shown below.

Figure 0006247565
Figure 0006247565

本発明の蓄熱材における水の含有量は、前記イミド化合物に対して、通常10〜200体積%、好ましくは20〜150体積%、更に好ましくは30〜120体積%である。水の含有量が200体積%より多いと、蓄熱材中のイミド化合物の含有量が減少して蓄熱量が小さくなっていく傾向になり、一方、10体積%より少ないと、前記イミド化合物と水との結合が少なくなり、その結果蓄熱量が小さくなっていく傾向になるので水の含有量は、上述の範囲が好ましい。   The water content in the heat storage material of the present invention is usually 10 to 200% by volume, preferably 20 to 150% by volume, and more preferably 30 to 120% by volume with respect to the imide compound. When the water content is more than 200% by volume, the content of the imide compound in the heat storage material tends to decrease and the heat storage amount tends to decrease. On the other hand, when the content is less than 10% by volume, the imide compound and water As a result, the amount of heat storage tends to decrease, so that the water content is preferably within the above range.

本発明で用いる蓄熱材用コア物質(マイクロカプセルに内包されるコア物質に相当するもの)を調整する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、前記イミド化合物を5〜20℃に保ち、同じ程度の温度である5℃〜20℃の所定量の水と混合するなどの方法により調合することができる。すなわち前記イミド化合物が、水和物を形成できる範囲の温度範囲で水を添加して調整することが好ましい。   The method for adjusting the core material for heat storage material used in the present invention (corresponding to the core material included in the microcapsule) is not particularly limited. For example, the imide compound is kept at 5 to 20 ° C. It can be prepared by a method such as mixing with a predetermined amount of water of 5 to 20 ° C. which is the same temperature. That is, the imide compound is preferably adjusted by adding water in a temperature range within which hydrate can be formed.

また、本発明で用いる蓄熱材用コア物質においては、必要に応じて、相分離防止剤、蒸気圧調整剤、伝熱促進剤、腐食防止剤、過冷却防止剤などの添加剤を添加して使用することもできる。   In addition, in the core material for the heat storage material used in the present invention, additives such as a phase separation inhibitor, a vapor pressure regulator, a heat transfer accelerator, a corrosion inhibitor, and a supercooling inhibitor are added as necessary. It can also be used.

必要に応じて添加される添加剤のうち、相分離防止剤としては、例えば、シリカ、キサンタンガム、イソステアリン酸塩、イソステアリルアルコール、アタパルジャイト粘土、スターチ類、アセトンなどが挙げられる。また、蒸気圧調整剤としては、例えば、エチレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。伝熱促進剤としては、例えば、膨張化グラファイトなどが挙げられる。腐食防止剤としては、例えば、フェノール類、アミン類、ヒドロキシアミン類などが挙げられる。過冷却防止剤としては、例えば、硫酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸銀、硫酸銀、塩化銀、ヨウ化銀などの無機塩、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、パルミチン酸カルシウム、などの長鎖脂肪酸の有機塩などが挙げられる。   Among the additives added as necessary, examples of the phase separation inhibitor include silica, xanthan gum, isostearate, isostearyl alcohol, attapulgite clay, starches, and acetone. Examples of the vapor pressure adjusting agent include ethylene glycol and glycerin. Examples of the heat transfer promoter include expanded graphite. Examples of the corrosion inhibitor include phenols, amines, hydroxyamines and the like. Examples of the supercooling inhibitor include inorganic salts such as calcium sulfate, calcium pyrophosphate, aluminum phosphate, silver phosphate, silver sulfate, silver chloride, silver iodide, calcium stearate, magnesium stearate, barium stearate, palmitic acid. Examples thereof include organic salts of long-chain fatty acids such as calcium.

本発明において用いられる相変化を伴う化合物(コア物質)をマイクロカプセル化する手法は、コアセルベーション法、界面重合法、in−situ法、酵母菌を用いた手法等既存技術を用いることが可能であり、いずれの手法においても本発明の効果は達成させ得る。   As a method for microencapsulating a compound (core substance) with a phase change used in the present invention, it is possible to use an existing technique such as a coacervation method, an interfacial polymerization method, an in-situ method, a method using a yeast or the like. Thus, the effects of the present invention can be achieved by any method.

前記マイクロカプセルを構成するカプセル材料としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、ナイロン等の縮合系ポリマーやポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系ポリマーが使用される。マイクロカプセルを形成するには、これら樹脂のモノマーやオリゴマー、初期縮合物などを用いて重合させてマイクロカプセルを形成する。   As the capsule material constituting the microcapsule, a condensation polymer such as melamine resin, urea resin, phenol resin, and nylon, and an acrylic polymer such as polystyrene and polymethyl methacrylate are used. In order to form a microcapsule, the resin is polymerized using a monomer, an oligomer, an initial condensate, or the like to form a microcapsule.

マイクロカプセルの粒径のコントロールはカプセル化する際の乳化剤や分散剤の種類と濃度、乳化又は分散時の温度および時間、乳化又は分散方法等の因子により変動するため実験により最適な条件が設定される。   The control of the particle size of microcapsules varies depending on factors such as the type and concentration of emulsifier and dispersant, the temperature and time during emulsification or dispersion, the emulsification or dispersion method, etc., and optimal conditions are set by experiment. The

マイクロカプセルの粒径は特に限定するものではないが、体積平均粒子径で通常、1μm〜800μm、好ましくは5μm〜300μmであり、特に、粒径の大きいものと小さいものを混在して用いることも好ましい。   The particle size of the microcapsules is not particularly limited, but is usually 1 μm to 800 μm, preferably 5 μm to 300 μm in terms of volume average particle size. preferable.

マイクロカプセル化は、上述した各種の既存技術を用いることが可能であり、その手法によって異なるが、例えば、一例を挙げて説明するなら、まず、マイクロカプセルの殻(シェル)となる上述のような樹脂のモノマーやオリゴマーあるいは樹脂初期縮合物の水溶液をあらかじめ製造しておく。次に別途、相変化蓄熱化合物である前述のイミド化合物に水を所定量添加し水溶液を調整する。この水溶液を乳化剤ないし分散剤水溶液に激しく撹拌しながら加え、前述のイミド化合物と水を含有する相変化蓄熱化合物の乳化液ないしは分散液とし、上記乳化液ないしは分散液に、先に調整しておいた樹脂のモノマーやオリゴマー、初期縮合物の種類に応じて撹拌しながらこれらを重合(例えばpHを必要な範囲に調整する、加熱する、重合開始剤が必要なものではそれを添加する、または、これらの組み合わせなどで重合)させることによりマイクロカプセル化し、得られた乳化液ないしは分散液を薄く拡げたり、空気中に霧状に噴射したりして乾燥させることにより目的のマイクロカプセルを得ることができる。   For the microencapsulation, the above-described various existing technologies can be used, and differ depending on the method. For example, if an example is described, first, as described above, the shell (shell) of the microcapsule is used. An aqueous solution of a resin monomer or oligomer or an initial resin condensate is prepared in advance. Separately, a predetermined amount of water is added to the imide compound, which is a phase change heat storage compound, to prepare an aqueous solution. This aqueous solution is added to the emulsifier or dispersant aqueous solution with vigorous stirring to obtain an emulsion or dispersion of the phase change heat storage compound containing the imide compound and water, and the emulsion or dispersion is prepared beforehand. These are polymerized while stirring depending on the type of the monomer or oligomer of the resin or the initial condensate (for example, adjusting the pH to the required range, heating, if a polymerization initiator is required, adding it, or The desired microcapsules can be obtained by microencapsulating by polymerization) and spreading the resulting emulsion or dispersion thinly or spraying it in the air in the form of a mist for drying. it can.

次に、本発明の蓄熱装置について説明する。   Next, the heat storage device of the present invention will be described.

本発明の蓄熱装置には、上記で得られたマイクロカプセル蓄熱材を基体面に接着して蓄熱体とし、この蓄熱体を蓄熱槽中に配置して用いる。   In the heat storage device of the present invention, the above-obtained microcapsule heat storage material is bonded to the substrate surface to form a heat storage body, and this heat storage body is used in a heat storage tank.

蓄熱槽中に収容配置されている蓄熱体においてその基体面に接着しているマイクロカプセル蓄熱材が、前述した本発明のマイクロカプセル蓄熱材であることを特徴とする蓄熱装置であれば、各種の公知の蓄熱装置の態様が採用でき、本発明の目的が達成できない場合を除いて特に制限はない。   If the microcapsule heat storage material adhered to the substrate surface in the heat storage body accommodated in the heat storage tank is a heat storage device characterized in that it is the above-described microcapsule heat storage material of the present invention, various types of heat storage devices can be used. A known heat storage device can be used, and there is no particular limitation unless the object of the present invention cannot be achieved.

また、本発明の蓄熱装置は、より詳細には、熱源機、蓄熱槽、熱輸送媒体、蓄熱モードで熱輸送媒体が流れる配管および放熱モードで熱輸送媒体が流れる配管を有する蓄熱および放熱が可能な蓄熱装置において、蓄熱槽中に配置されている蓄熱体の基体面に接着しているマイクロカプセル蓄熱材が、前述した本発明のマイクロカプセル蓄熱材からなる。   In addition, the heat storage device of the present invention is more specifically capable of heat storage and heat dissipation having a heat source unit, a heat storage tank, a heat transport medium, a pipe through which the heat transport medium flows in the heat storage mode, and a pipe through which the heat transport medium flows in the heat dissipation mode. In such a heat storage device, the microcapsule heat storage material adhered to the base surface of the heat storage body disposed in the heat storage tank is made of the above-described microcapsule heat storage material of the present invention.

以下に、本発明の蓄熱装置の一例を、図を用いて説明する。図1は本発明の蓄熱装置と、更に熱交換器、熱利用手段(熱負荷)部分までを含めた一態様を説明するための構成概念図である。   Below, an example of the heat storage apparatus of this invention is demonstrated using figures. FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining one embodiment including the heat storage device of the present invention, and further including a heat exchanger and heat utilization means (heat load).

本発明の蓄熱槽1には、熱輸送媒体が通過し得る(蓄熱体は通過し得ない)支持板9の間に、本発明のマイクロカプセル蓄熱材12が板状の基体面(基体が符号13)に接着されている蓄熱体2(以下これを単に蓄熱体と称することあり)が配置されており、蓄熱体位置固定具23は各蓄熱体2同士を保持している。位置固定具23は必ずしも必要とするものではなく、蓄熱体の形状に応じて、蓄熱体の表面の大部分に蓄熱媒体が接触して流通できる場合には、位置固定具23は必要としない。蓄熱モードで熱輸送媒体が流れる配管6(6a、6b)は、蓄熱槽1から熱源機3を介して蓄熱槽1に戻るよう配置されている。蓄熱槽1から熱源機3に熱輸送媒体が流れる配管が6a、熱輸送媒体が熱源機3から蓄熱槽1に戻るよう流れる配管が6bである。   In the heat storage tank 1 of the present invention, the microcapsule heat storage material 12 of the present invention is disposed between the support plates 9 through which the heat transport medium can pass (the heat storage body cannot pass). 13) is disposed, and the heat storage body position fixing tool 23 holds the heat storage bodies 2 with each other. The position fixing tool 23 is not necessarily required, and the position fixing tool 23 is not required when the heat storage medium can be brought into contact with and circulates over most of the surface of the heat storage body according to the shape of the heat storage body. The piping 6 (6a, 6b) through which the heat transport medium flows in the heat storage mode is disposed so as to return from the heat storage tank 1 to the heat storage tank 1 via the heat source unit 3. 6a is a pipe through which a heat transport medium flows from the heat storage tank 1 to the heat source apparatus 3, and 6b is a pipe through which the heat transport medium returns from the heat source apparatus 3 to the heat storage tank 1.

一方、放熱モードで熱輸送媒体が流れる配管8(8a、8b)は、蓄熱槽1から熱交換器4を介して蓄熱槽1に戻るよう配置されている。蓄熱槽1から熱交換器4に熱輸送媒体が流れる配管が8a、熱交換器4で放熱された熱輸送媒体が蓄熱槽1に戻るよう配置されている配管が8bであり、7aと7bは、蓄熱モードで熱輸送媒体を蓄熱槽1から熱源機3を介して蓄熱槽1に戻るように蓄熱モードで熱輸送媒体を流す場合と、放熱モードで蓄熱槽1から熱交換器4を介して蓄熱槽1に戻るように、蓄熱モードの場合とは熱輸送媒体が蓄熱槽1を逆方向に流す場合とを切り替えるための三方コックである。   On the other hand, the pipes 8 (8a, 8b) through which the heat transport medium flows in the heat dissipation mode are arranged so as to return from the heat storage tank 1 to the heat storage tank 1 via the heat exchanger 4. 8a is a pipe through which the heat transport medium flows from the heat storage tank 1 to the heat exchanger 4, 8b is a pipe arranged so that the heat transport medium radiated by the heat exchanger 4 returns to the heat storage tank 1, and 7a and 7b are When the heat transport medium flows in the heat storage mode so that the heat transport medium returns from the heat storage tank 1 to the heat storage tank 1 through the heat source unit 3 in the heat storage mode, and from the heat storage tank 1 through the heat exchanger 4 in the heat release mode. In order to return to the heat storage tank 1, it is a three-way cock for switching between the case of the heat storage mode and the case where the heat transport medium flows through the heat storage tank 1 in the reverse direction.

蓄熱モードの場合、熱源機3で熱輸送媒体に蓄熱し、蓄熱された熱輸送媒体は、配管6bを通り、蓄熱槽1に入り、蓄熱槽1に充填されている蓄熱体2に接着されている本発明の蓄熱材12に放熱することにより蓄熱材12中の前記イミド化合物の水和物の水が脱離し、吸熱することにより蓄熱する。かくして、放熱された熱輸送媒体は、配管6aから熱源機3に戻り、蓄熱槽1中の蓄熱材12が必要な程度に蓄熱されるまで同じ経路を循環する。蓄熱槽1中の蓄熱材12が必要な程度に蓄熱された場合、三方コック7aと7bを切り替えて放熱モードにする。放熱モードでは、配管8bから蓄熱槽1に流れた放熱されて温度が低下した熱輸送媒体(蓄熱材12中の前記イミド化合物が水和物を形成する境界温度以下に放熱されている熱輸送媒体)が蓄熱モードで蓄熱された蓄熱槽1中の蓄熱体2の基体13に接着しているマイクロカプセル蓄熱材12からの熱移動により加熱され、配管8aを通り本発明の蓄熱装置外部の熱交換器4で熱移動され暖房や、給湯、その他の熱負荷(熱利用手段5)に利用される。11aと11bは、熱交換器4から熱利用手段5への熱媒体を循環するための配管である。尚、蓄熱槽1において10は蓄熱体2の配置されていない部分である。この部分は必要に応じて設ければよく、支持板9なしにして、この部分まで蓄熱体が充填されている態様としてもよい。また、熱輸送媒体の流通や、熱交換器4から熱利用手段5への熱媒体の循環に必要なポンプは、図示していないが、これらの媒体の必要な流れを達成できればよく、ポンプを設ける必要がある場合には、配管の適宜の位置に設置すればよい。   In the case of the heat storage mode, the heat transport medium 3 stores heat in the heat transport medium, and the stored heat transport medium passes through the pipe 6b, enters the heat storage tank 1, and is adhered to the heat storage body 2 filled in the heat storage tank 1. By radiating heat to the heat storage material 12 of the present invention, water of the imide compound hydrate in the heat storage material 12 is desorbed, and heat is stored by absorbing heat. Thus, the dissipated heat transport medium returns from the pipe 6a to the heat source unit 3 and circulates through the same path until the heat storage material 12 in the heat storage tank 1 is stored to a necessary extent. When the heat storage material 12 in the heat storage tank 1 is stored to a necessary extent, the three-way cocks 7a and 7b are switched to the heat radiation mode. In the heat dissipation mode, a heat transport medium that has flowed from the pipe 8b to the heat storage tank 1 and has been radiated to lower the temperature (a heat transport medium that has dissipated below the boundary temperature at which the imide compound in the heat storage material 12 forms a hydrate). ) Is heat-transferred from the microcapsule heat storage material 12 adhered to the base 13 of the heat storage body 2 in the heat storage tank 1 in which heat is stored in the heat storage mode, passes through the pipe 8a, and exchanges heat outside the heat storage device of the present invention. Heat is transferred by the unit 4 and used for heating, hot water supply, and other heat loads (heat utilization means 5). 11 a and 11 b are pipes for circulating the heat medium from the heat exchanger 4 to the heat utilization means 5. In the heat storage tank 1, 10 is a portion where the heat storage body 2 is not arranged. This portion may be provided as needed, and the support plate 9 may be omitted, and the heat storage body may be filled up to this portion. Further, although the pump necessary for the circulation of the heat transport medium and the circulation of the heat medium from the heat exchanger 4 to the heat utilization means 5 is not shown, it is sufficient if the necessary flow of these mediums can be achieved. When it is necessary to provide, it may be installed at an appropriate position of the piping.

なお、図示していないが、図1において、熱交換器4を設けずに、放熱モードで熱輸送媒体が流れる配管8(8a、8b)を、直接、熱利用手段5に接続した態様、あるいは、例えば特開2006−292206号公報に示される如く、放熱モードの熱輸送媒体を直接給湯などとして利用する態様としてもよいことはもちろんである。   In addition, although not shown in figure, in FIG. 1, the aspect which connected the heat | fever utilization means 5 directly to the piping 8 (8a, 8b) through which a heat transport medium flows in heat dissipation mode without providing the heat exchanger 4, or For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-292206, it is needless to say that the heat transport medium in the heat radiation mode may be directly used as hot water supply or the like.

また、配管については、図1に示した蓄熱装置については、三方コック7aと7bと蓄熱槽1をつなぐ部分の配管を蓄熱モードでも放熱モードでも配管を共通にし、蓄熱モードや放熱モードに応じて三方コック7aと7bを、切り替える態様の装置を図示しているが、熱輸送媒体が流れる配管を蓄熱モード専用の配管と放熱モード専用の配管をそれぞれ蓄熱槽1に別々に接続するような、別々の配管としてもよい。この場合には、二方コックを、それぞれの配管の蓄熱槽1との接続近傍、すなわち図1の蓄熱槽1の上下方向を基準に説明すると、蓄熱モード専用の配管や放熱モード専用の配管の蓄熱槽1との上側の接続近傍と下側の接続近傍それぞれに設ければよい。すなわち、蓄熱モード専用の配管の蓄熱槽1の上側に接続する配管に1つ、下側に接続する配管に1つ、放熱モード専用の配管の蓄熱槽1の上側に接続する配管に1つ、下側に接続する配管に1つの少なくとも計4つのコックを設けて、蓄熱モードでの運転の際は、放熱モード専用の配管に設けられた上記2つの二方コックを閉じて、蓄熱モード専用の配管に設けられた上記2つの二方コックを開き、また、放熱モードでの運転の際は蓄熱モード専用の配管に設けられた上記2つの二方コックを閉じ、放熱モード専用の配管に設けられた上記2つの二方コックを開くことになる。   In addition, for the heat storage device shown in FIG. 1, for the heat storage device shown in FIG. 1, the pipe connecting the three-way cocks 7 a and 7 b and the heat storage tank 1 is made common in both the heat storage mode and the heat dissipation mode, and depending on the heat storage mode and the heat dissipation mode. Although the apparatus of the aspect which switches the three-way cocks 7a and 7b is illustrated, separate piping which connects the pipe | tube through which a heat transport medium flows separately to the thermal storage tank 1 for piping for exclusive use of thermal storage mode and piping for exclusive use of heat dissipation mode, respectively. It is good also as this piping. In this case, when the two-way cock is described with reference to the vicinity of the connection of each pipe with the heat storage tank 1, that is, the vertical direction of the heat storage tank 1 in FIG. What is necessary is just to provide in the upper connection vicinity and the lower connection vicinity with the thermal storage tank 1, respectively. That is, one pipe connected to the upper side of the heat storage tank 1 of the pipe dedicated to the heat storage mode, one pipe connected to the lower side, one pipe connected to the upper side of the heat storage tank 1 of the pipe dedicated to the heat dissipation mode, At least four cocks are provided on the pipe connected to the lower side, and when operating in the heat storage mode, the two two-way cocks provided on the pipes dedicated to the heat dissipation mode are closed, Open the two two-way cocks provided in the piping, and close the two two-way cocks provided in the piping dedicated to the heat storage mode when operating in the heat dissipation mode, and provide them in the piping dedicated to the heat dissipation mode. The two two-way cocks will be opened.

本発明の蓄熱装置については、配管は、上述したような機能を達成する蓄熱モードで熱輸送媒体が流れる配管および放熱モードで熱輸送媒体が流れる配管を有していれば、本発明の目的を達成できる限り、必要に応じて、特開2006−292206号に示されるような、バイパス管や、熱源側補助タンク、熱負荷(熱利用手段)側補助タンクなどを設けてもよい。   With regard to the heat storage device of the present invention, if the pipe has a pipe through which the heat transport medium flows in the heat storage mode that achieves the function as described above and a pipe through which the heat transport medium flows in the heat dissipation mode, the object of the present invention is achieved. As long as it can be achieved, a bypass pipe, a heat source side auxiliary tank, a heat load (heat utilization means) side auxiliary tank, etc. as disclosed in JP-A-2006-292206 may be provided as necessary.

蓄熱体を構成する基体の形状としては、上述した板状物のほか、本発明のマイクロカプセル蓄熱材を接着させることができる基体であれば、特に制限はなく、例えば、シート状物、フィルム状物、繊維状物、球形、楕円球形、直方体、立方体、角柱形、円柱形、多面体、円筒、多角断面の筒などの形状の基体を用いることができ、特に限定するものではないが、板状物、繊維状物、角柱形、円柱形、円筒、多角断面の筒などの場合は蓄熱槽内に収まるものであれば長さが比較的長いものでもよく、また、熱輸送媒体の流通が困難にならない限り短いものでもよい、蓄熱槽内に収められるものであれば板状物、フィルム状物、シート状物など比較的大きい面積のものでもよく、また、熱輸送媒体の流通が困難にならない限り比較的小さい面積のものでもよい。マイクロカプセル蓄熱材が付着できる比表面積が大きい形状の基体を用いると、通常、より多くのマイクロカプセル蓄熱材を基体表面上に固定できる可能性がでてくる。   The shape of the substrate constituting the heat storage body is not particularly limited as long as it is a substrate to which the microcapsule heat storage material of the present invention can be bonded in addition to the plate-like material described above. Substrates of shapes such as objects, fibrous objects, spheres, ellipsoidal spheres, rectangular parallelepipeds, cubes, prisms, cylinders, polyhedrons, cylinders, polygonal cross-sections can be used, although not particularly limited, plate-like In the case of materials, fibrous materials, prismatic shapes, columnar shapes, cylinders, cylinders with polygonal cross sections, etc., the length may be relatively long as long as it can be accommodated in the heat storage tank, and the circulation of the heat transport medium is difficult. As long as it can be stored in the heat storage tank, it may be a relatively large area such as a plate, film, or sheet, and the heat transport medium will not be difficult to circulate. Of relatively small area Or it may be of. When a substrate having a large specific surface area to which the microcapsule heat storage material can be attached is used, there is usually a possibility that more microcapsule heat storage materials can be fixed on the substrate surface.

少数の例として、図2に一方方向に縦の折れ目が入ったフィルム状物からなる基体18を用いた蓄熱体の一例の斜視図(符号12はマイクロカプセル蓄熱材)を示した。図3に繊維状物からなる基体19を用いた蓄熱体の一例の概念図(符号12はマイクロカプセル蓄熱材)を示した。   As a few examples, FIG. 2 shows a perspective view of an example of a heat storage body using the substrate 18 made of a film-like material having a vertical fold in one direction (reference numeral 12 is a microcapsule heat storage material). FIG. 3 shows a conceptual diagram (reference numeral 12 is a microcapsule heat storage material) of an example of a heat storage body using a base 19 made of a fibrous material.

蓄熱材を接着する基体の素材も、使用環境下で熱輸送媒体に溶解して消失したりせず、使用環境温度に耐え得る程度の耐熱性を有する素材など、使用温度範囲で接着した蓄熱材を保持できる材質であれば特に制限はなく、通常、金属やプラスチックが用いられ、金属としては、ステンレススチール、銅、鉄、アルミニウムなど、プラスチックとしては、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   The base material to which the heat storage material is bonded does not dissolve and disappear in the heat transport medium in the usage environment, and the heat storage material is bonded within the usage temperature range, such as a material having heat resistance that can withstand the usage environment temperature. There is no particular limitation as long as it is a material that can hold the metal, and metals and plastics are usually used. Stainless steel, copper, iron, aluminum, etc. are used as the metal, and high density polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, phenol resin are used as the plastic. However, it is not limited to these.

マイクロカプセル蓄熱材を基体に接着する場合の接着剤としては、接着剤の溶剤などによってマイクロカプセル殻を破壊せず、使用温度範囲や使用する熱輸送媒体で接着が剥がれたりせず、基体の種類に応じて基体に接着可能な接着剤であれば、特に制限はなく、少数の代表例を挙げれば、例えば、酢酸ビニル樹脂系、エステル樹脂系、アクリル樹脂系などが挙げられる。   Adhesive for bonding the microcapsule heat storage material to the substrate does not break the microcapsule shell with the solvent of the adhesive, and the adhesive does not peel off in the operating temperature range or the heat transport medium used. The adhesive is not particularly limited as long as it is an adhesive that can adhere to the substrate, and a few representative examples include vinyl acetate resin, ester resin, and acrylic resin.

以上、図示した態様以外に、本発明の蓄熱装置は、蓄熱槽中に収納されている蓄熱体においてその基体に接着されているマイクロカプセル蓄熱材が前記本発明のマイクロカプセル蓄熱材からなる蓄熱体であり、これが配置収容されている蓄熱槽を有する蓄熱装置であれば、上記具体的に示した態様に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される限り、各種の別態様としてもよい。   As described above, in addition to the illustrated embodiment, the heat storage device of the present invention is a heat storage body in which the microcapsule heat storage material bonded to the base in the heat storage body housed in the heat storage tank is the microcapsule heat storage material of the present invention. As long as this is a heat storage device having a heat storage tank disposed and accommodated, it is not limited to the embodiment specifically shown above, and as long as the object of the present invention is achieved, various other embodiments can be used. Good.

なお、熱源機に供給される熱の熱源としては、特に限定するものではないが、家庭用コージェネレーションシステム(“エコウィル”、“エネファーム”、それらで使用される燃料電池など)の排熱、ヒートポンプからの排熱、その他の比較的低い温度のものを熱源とすることが可能である。支障がない限り、より高温の熱源を使用してもよい。   The heat source of heat supplied to the heat source machine is not particularly limited, but exhaust heat from household cogeneration systems (such as “Eco-Wil”, “ENE-FARM”, fuel cells used in them), It is possible to use exhaust heat from the heat pump or other heat sources having a relatively low temperature. As long as there is no hindrance, a higher temperature heat source may be used.

蓄熱材組成物が水と結合して水和物を形成するときに発せられる熱の利用手段としては、即ち温熱負荷としては、特に限定されるものではないが、暖房、給湯その他各種の熱を利用する装置などに適用できる。   As a means for utilizing the heat generated when the heat storage material composition combines with water to form a hydrate, that is, the thermal load is not particularly limited, it can be used for heating, hot water supply and other various heats. Applicable to devices to be used.

熱輸送媒体としては、蓄熱装置に使用される熱輸送媒体であれば特に限定されるものではないが、代表例としては、水、エチレングリコール水溶液あるいはプロピレングリコール水溶液などの不凍液などが挙げられる。尚、必要に応じて、支障をきたさない範囲で、蓄熱モードで使用される熱輸送媒体と放熱モードで使用される熱輸送媒体を異なる種類のものとすることも可能である。   The heat transport medium is not particularly limited as long as it is a heat transport medium used in a heat storage device, but representative examples include water, an antifreeze such as an aqueous ethylene glycol solution or an aqueous propylene glycol solution. If necessary, the heat transport medium used in the heat storage mode and the heat transport medium used in the heat dissipation mode can be different types within a range not causing trouble.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドの合成:
メチオニン(2−アミノ−4−(メチルスルファニル)ブタン酸)20.1gにメタノール200gを加え、氷浴で1℃に冷却しながら、塩化チオニル19.4gを滴下して混合させた。1℃に保持しながら15時間攪拌した後、ロータリーエバポレーターで溶媒であるメタノールを除き、メチオニンメチルエステル塩酸塩(1)を得た。
Example 1
Synthesis of tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide:
200 g of methanol was added to 20.1 g of methionine (2-amino-4- (methylsulfanyl) butanoic acid), and 19.4 g of thionyl chloride was added dropwise and mixed while cooling to 1 ° C. in an ice bath. After stirring for 15 hours while maintaining at 1 ° C., methanol as a solvent was removed by a rotary evaporator to obtain methionine methyl ester hydrochloride (1).

次に、(1)25.2gにトリエチルアミン25.6gを加え、ドライアイス浴(−78℃)で冷却しながら、トリフルオロメタンスルホン酸無水物43.0gを含む塩化メチレン溶液310gを少しずつ滴下した。その後、室温で15時間攪拌し、N−トリフルオロメタンスルフォニルメチオニンメチルエステル(2)を得た。(2)を1規定水酸化ナトリウムで加水分解を行い、N−トリフルオロメタンスルホニルメチオニン(3)を得た。   Next, 25.6 g of triethylamine was added to 25.2 g of (1), and 310 g of methylene chloride solution containing 43.0 g of trifluoromethanesulfonic anhydride was added dropwise little by little while cooling in a dry ice bath (−78 ° C.). . Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 15 hours to obtain N-trifluoromethanesulfonylmethionine methyl ester (2). (2) was hydrolyzed with 1N sodium hydroxide to obtain N-trifluoromethanesulfonylmethionine (3).

蒸留水に(3)とヒドロキシテトラブチルホスフォニウム(東京化成株式会社製)を加え、室温で13時間攪拌した。ロータリーエバポレーターで溶媒である水を除去することで、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドを得た。   (3) and hydroxytetrabutylphosphonium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added to distilled water and stirred at room temperature for 13 hours. By removing water as a solvent with a rotary evaporator, tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide was obtained.

カプセル蓄熱材の製造:
メラミン粉末5gに37重量%ホルムアルデヒド水溶液6.5gと水10gを加え、pHを8に調整した後、約70℃まで加熱しメラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液を得た。pHを4.5に調整したスチレン無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩水溶液(分散剤)100g中に、相変化を伴う化合物としてテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドと水との混合物(体積比2:1)60gを溶解した混合液を10℃に温度調整した上で上記水溶液に激しく攪拌しながら添加し、粒径が2.6μmになるまで乳化を行なった。上記乳化液に上記メラミンーホルムアルデヒド初期縮合水溶液全量を添加し、70℃で2時間攪拌を行なった後、pHを9に調整してカプセル化を行なった。このカプセルの乳化液をバットに広げ、60℃の恒温室で乾燥させることにより目的物であるマイクロカプセルを得た。
Production of capsule heat storage material:
6.5 g of 37 wt% formaldehyde aqueous solution and 10 g of water were added to 5 g of melamine powder, and the pH was adjusted to 8, followed by heating to about 70 ° C. to obtain an aqueous melamine-formaldehyde condensate aqueous solution. Tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1- (100) as a compound with phase change in 100 g of sodium salt aqueous solution (dispersing agent) of styrene maleic anhydride copolymer adjusted to pH 4.5. A mixture of 60 g of a mixture of carboxyl-3-methylthiopropyl) imide and water (volume ratio 2: 1) was adjusted to a temperature of 10 ° C. and added to the aqueous solution with vigorous stirring. Emulsification was carried out until the thickness became 6 μm. The total amount of the melamine-formaldehyde initial condensation aqueous solution was added to the emulsion and stirred at 70 ° C. for 2 hours, and then the pH was adjusted to 9 to effect encapsulation. The emulsified liquid of the capsule was spread on a vat and dried in a constant temperature room at 60 ° C. to obtain a target microcapsule.

(比較例1)
メラミン粉末5gに37重量%ホルムアルデヒド水溶液6.5gと水10gを加え、pHを8に調整した後、約70℃まで加熱しメラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液を得た。pHを4.5に調整したスチレン無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩水溶液100g中に、相変化を伴う化合物としてパラフィン(n−エイコサン)60gを溶解した混合液を上記水溶液に激しく攪拌しながら添加し、粒径が2.6μmになるまで乳化を行なった。上記乳化液に上記メラミンーホルムアルデヒド初期縮合水溶液全量を添加し、70℃で2時間攪拌を行なった後、pHを9に調整してカプセル化を行なった。このカプセルの乳化液をバットに広げ、60℃の恒温室で乾燥させることにより目的物であるマイクロカプセルを得た。
(Comparative Example 1)
6.5 g of 37 wt% formaldehyde aqueous solution and 10 g of water were added to 5 g of melamine powder, and the pH was adjusted to 8, followed by heating to about 70 ° C. to obtain an aqueous melamine-formaldehyde condensate aqueous solution. A mixture of 60 g of paraffin (n-eicosane) as a compound accompanying phase change in 100 g of a sodium salt aqueous solution of a styrene maleic anhydride copolymer adjusted to pH 4.5 was added to the above aqueous solution with vigorous stirring. Then, emulsification was performed until the particle size became 2.6 μm. The total amount of the melamine-formaldehyde initial condensation aqueous solution was added to the emulsion and stirred at 70 ° C. for 2 hours, and then the pH was adjusted to 9 to effect encapsulation. The emulsified liquid of the capsule was spread on a vat and dried in a constant temperature room at 60 ° C. to obtain a target microcapsule.

実施例1により調製された蓄熱マイクロカプセルを示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント社製、Q2000)で計測したところ、蓄熱温度31℃、蓄熱量150kJ/kgであった。   When the heat storage microcapsule prepared in Example 1 was measured with a differential scanning calorimeter (Q2000, manufactured by TA Instruments Inc.), the heat storage temperature was 31 ° C. and the heat storage amount was 150 kJ / kg.

一方、比較例1で調製された蓄熱マイクロカプセルを同様に示差走査熱量計で計測したところ、蓄熱温度35℃、蓄熱量103kJ/kgであった。   On the other hand, when the heat storage microcapsule prepared in Comparative Example 1 was similarly measured with a differential scanning calorimeter, the heat storage temperature was 35 ° C. and the heat storage amount was 103 kJ / kg.

これより、実施例1の蓄熱マイクロカプセルは、比較例1の蓄熱マイクロカプセルと比較して、蓄熱量が多く、より高密度に熱を保有できる。   Thus, the heat storage microcapsules of Example 1 have a larger amount of heat storage than the heat storage microcapsules of Comparative Example 1, and can hold heat at a higher density.

(実施例2)
前述の実施例1におけるメチオニン(2−アミノ−4−(メチルスルファニル)ブタン酸)の代わりに、2−アミノ−5−(メチルスルファニル)ペンタン酸を用い、同様にしてテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドを得た。
(Example 2)
Instead of methionine (2-amino-4- (methylsulfanyl) butanoic acid) in Example 1 above, 2-amino-5- (methylsulfanyl) pentanoic acid was used, and tetrabutylphosphonium N- (tri Fluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-4-methylthiobutyl) imide was obtained.

実施例1において、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミドの代わりにテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドを用いた他は同じ条件で、テトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドを包含した蓄熱マイクロカプセルを得た。調製された蓄熱マイクロカプセルを示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント社製、Q2000)で計測したところ、蓄熱温度45℃、蓄熱量180kJ/kgであった。   In Example 1, instead of tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide, tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1- A heat storage microcapsule containing tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-4-methylthiobutyl) imide was obtained under the same conditions except that carboxyl-4-methylthiobutyl) imide was used. It was. When the prepared heat storage microcapsule was measured with a differential scanning calorimeter (Q2000, manufactured by T.A. Instruments), the heat storage temperature was 45 ° C. and the heat storage amount was 180 kJ / kg.

以上のように本発明のマイクロカプセル蓄熱材は、従来よりも蓄熱性能が向上することが明らかである。しかも、本発明によれば、比較的低温の熱も回収可能で且つ蓄熱量の大きい温熱用蓄熱マイクロカプセルが提供できる。   As described above, it is clear that the heat storage performance of the microcapsule heat storage material of the present invention is improved as compared with the conventional case. Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a thermal storage microcapsule that can recover relatively low-temperature heat and has a large amount of thermal storage.

本発明のマイクロカプセル蓄熱材は、蓄熱量の大きい蓄熱材として有効に用いられる。更に、本発明のマイクロカプセル蓄熱材は蓄熱装置に用いられる。本発明の蓄熱装置は、家庭用コージェネレーションシステムの排熱、ヒートポンプからの排熱、その他の比較的低い温度のものを熱源とすることも可能であり、暖房、給湯その他各種の熱を利用する装置などに適用できる。   The microcapsule heat storage material of the present invention is effectively used as a heat storage material having a large heat storage amount. Furthermore, the microcapsule heat storage material of the present invention is used in a heat storage device. The heat storage device of the present invention can use exhaust heat from a household cogeneration system, exhaust heat from a heat pump, or other relatively low temperature as a heat source, and uses heating, hot water supply, and other various heat sources. It can be applied to devices.

1 蓄熱槽
2 蓄熱体
3 熱源機
4 熱交換器
5 熱利用手段
6(6a、6b) 蓄熱モードで熱輸送媒体が流れる配管
7(7a、7b) 三方コック
8(8a、8b) 放熱モードで熱輸送媒体が流れる配管
9 熱輸送媒体が通過し得る支持板
10 蓄熱槽1において10は蓄熱体の充填されていない部分
11(11a、11b) 熱交換器4から熱利用手段5への熱媒体を循環するための配管
12 マイクロカプセル蓄熱材
13 基体
18 一方方向に縦の折れ目が入ったフィルム状物からなる基体を用いた蓄熱体
19 繊維状物からなる基体を用いた蓄熱体
23 蓄熱体位置固定具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat storage tank 2 Heat storage body 3 Heat source machine 4 Heat exchanger 5 Heat utilization means 6 (6a, 6b) Pipe where heat transport medium flows in heat storage mode 7 (7a, 7b) Three-way cock 8 (8a, 8b) Heat in heat dissipation mode Pipe in which transport medium flows 9 Support plate through which heat transport medium can pass 10 In heat storage tank 1, 10 is a portion not filled with a heat storage body 11 (11 a, 11 b) A heat medium from heat exchanger 4 to heat utilization means 5 Piping for circulation 12 Microcapsule heat storage material 13 Base 18 Heat storage body using a base made of a film-like material having a vertical fold in one direction 19 Heat storage body using a base made of a fibrous material 23 Heat storage body position Fixture

Claims (5)

温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質がマイクロカプセル中に封入されたマイクロカプセル蓄熱材であって、相変化物質がテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−3−メチルチオプロピル)イミド及びテトラブチルホスホニウムN−(トリフルオロメチルスルホニル)−N−(1−カルボキシル−4−メチルチオブチル)イミドから選ばれた少なくとも1種のイミド化合物と水からなるマイクロカプセル蓄熱材。   A microcapsule heat storage material in which a phase change material that absorbs and releases latent heat in response to a temperature change is enclosed in a microcapsule, wherein the phase change material is tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- ( It comprises at least one imide compound selected from 1-carboxyl-3-methylthiopropyl) imide and tetrabutylphosphonium N- (trifluoromethylsulfonyl) -N- (1-carboxyl-4-methylthiobutyl) imide and water. Microcapsule heat storage material. 水の配合割合が、前記イミド化合物の体積に対し、10〜200体積%である請求項1に記載のマイクロカプセル蓄熱材。   The microcapsule heat storage material according to claim 1, wherein a mixing ratio of water is 10 to 200% by volume with respect to the volume of the imide compound. マイクロカプセル蓄熱材のマイクロカプセルの大きさが、体積平均粒子径で1μm〜800μmである請求項1又は2のいずれかに記載のマイクロカプセル蓄熱材。   The microcapsule heat storage material according to any one of claims 1 and 2, wherein the microcapsules of the microcapsule heat storage material have a volume average particle diameter of 1 µm to 800 µm. 蓄熱体が、蓄熱槽中に配置されている蓄熱槽を有する蓄熱装置であって、前記蓄熱体が請求項1〜3のいずれかに記載のマイクロカプセル蓄熱材が、基体面に接着されている蓄熱体からなることを特徴とする蓄熱装置。   The heat storage device is a heat storage device having a heat storage tank disposed in a heat storage tank, and the microcapsule heat storage material according to any one of claims 1 to 3 is adhered to a substrate surface. A heat storage device comprising a heat storage body. 前記蓄熱装置が、熱源機、蓄熱槽、熱輸送媒体、蓄熱モードで熱輸送媒体が流れる配管および放熱モードで熱輸送媒体が流れる配管を有する蓄熱および放熱が可能な請求項4に記載の蓄熱装置。   5. The heat storage device according to claim 4, wherein the heat storage device has a heat source device, a heat storage tank, a heat transport medium, a pipe through which the heat transport medium flows in the heat storage mode, and a pipe through which the heat transport medium flows in the heat dissipation mode. .
JP2014037033A 2014-02-27 2014-02-27 Microcapsule heat storage material and heat storage device using the same Expired - Fee Related JP6247565B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014037033A JP6247565B2 (en) 2014-02-27 2014-02-27 Microcapsule heat storage material and heat storage device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014037033A JP6247565B2 (en) 2014-02-27 2014-02-27 Microcapsule heat storage material and heat storage device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015160904A JP2015160904A (en) 2015-09-07
JP6247565B2 true JP6247565B2 (en) 2017-12-13

Family

ID=54184239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014037033A Expired - Fee Related JP6247565B2 (en) 2014-02-27 2014-02-27 Microcapsule heat storage material and heat storage device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6247565B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106767081A (en) * 2016-12-30 2017-05-31 北京建筑大学 A kind of fountain phase change energy storage apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006249587A (en) * 2005-03-08 2006-09-21 Gunze Ltd Thermal storage fiber structure and method for producing thermal storage fiber structure
JP4497130B2 (en) * 2005-06-08 2010-07-07 Jfeエンジニアリング株式会社 Method for producing heat storage material, heat storage agent, heat storage material, heat transport medium, melting point adjusting agent for heat storage agent, supercooling inhibitor for heat storage agent and main agent of heat storage agent or heat transport medium
JP2008044849A (en) * 2006-08-10 2008-02-28 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Ionic liquid reversibly compatible with/phase-separable from water by temperature control
JP2012021087A (en) * 2010-07-15 2012-02-02 Ihi Corp Heat storage material and heat storage apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015160904A (en) 2015-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sarbu et al. Review on heat transfer analysis in thermal energy storage using latent heat storage systems and phase change materials
Farid et al. A review on phase change energy storage: materials and applications
Sarı et al. Micro/nano encapsulated n-tetracosane and n-octadecane eutectic mixture with polystyrene shell for low-temperature latent heat thermal energy storage applications
Li et al. Review of cold storage materials for air conditioning application
Dheep et al. Influence of nanomaterials on properties of latent heat solar thermal energy storage materials–A review
US7942018B2 (en) Apparatus for cooling or heating thermal storage using microencapsulated phase change material slurries
US20060199011A1 (en) Use of aqueous microcapsule dispersions as heat transfer liquids
Zhang et al. Thermal and rheological properties of microencapsulated phase change materials
DK1858635T3 (en) MICROCAPSULE POWDER
EP3824041B1 (en) A method for heat storage using phase change material coated with nanoparticles
Wang et al. Paraffin core-polymer shell micro-encapsulated phase change materials and expanded graphite particles as an enhanced energy storage medium in heat exchangers
DE102008004485A1 (en) Covering of organic and inorganic phase change material, comprises introducing the phase change material into a porous, open-cellular carrier structure and providing the filled porous granulates with water vapor-tight layer
Tebaldi et al. Polymers with nano-encapsulated functional polymers: encapsulated phase change materials
JP2006016573A (en) Microcapsule and heat transfer fluid
KR100632983B1 (en) An Adhesive Sheet Containing Phase Change Materials
JP6261124B2 (en) Thermal storage material composition, thermal storage body, and thermal storage device
JP6247565B2 (en) Microcapsule heat storage material and heat storage device using the same
JP2006234310A (en) Heat storage device
US20040029472A1 (en) Method and compound fabric with latent heat effect
KR20190040762A (en) Heat exchanging medium having thermal conductivity reinforcement, and thermal storage system using the same
JP2009173834A (en) Paraffin heat accumulation material composition
Hirano Thermal energy storage and transport
JP6247564B2 (en) Thermal storage material composition and thermal storage device using the same
Farid et al. A review on phase change energy storage: materials and applications
JP2002053850A (en) Dispersion for thermal stratification type heat storage tank

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171016

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171026

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6247565

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees