JP6704559B1 - Heat transport container and heat transport system - Google Patents
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Abstract
熱輸送コンテナは、温度に依存して親水性と疎水性とを示す感温性高分子と水とを有する蓄熱材と、加熱用流体と熱交換して蓄熱材を加熱して蓄熱材に蓄熱させるとともに、熱利用流体と熱交換して蓄熱材から吸熱して蓄熱材から放熱させる熱交換器と、蓄熱材が充填され、熱交換器が収容された容器と、を備えたものである。The heat transport container stores a heat storage material having a temperature-sensitive polymer that exhibits hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature and water, and heats the heat storage material by exchanging heat with a heating fluid to store heat in the heat storage material. The heat exchanger exchanges heat with the heat-utilizing fluid, absorbs heat from the heat storage material and radiates heat from the heat storage material, and a container filled with the heat storage material and containing the heat exchanger.
Description
本発明は、蓄熱材を備えた熱輸送コンテナ及び熱輸送システムに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat transport container and a heat transport system including a heat storage material.
現在、工場等の熱源施設で発生した500℃程度以上の高温排熱は発電及び蒸気への利用が推進されているが、熱源施設で発生した120℃程度以下の低温排熱については用途が限定される等の理由からその多くが廃棄されている。近年、省エネルギー及び環境意識の高まりにより、低温排熱を病院又はオフィス等の熱利用施設へ供給することによって、その低温排熱を利用するシステムの開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。 Currently, high temperature exhaust heat of about 500°C or higher generated in heat source facilities such as factories is being promoted to be used for power generation and steam, but use is limited for low temperature exhaust heat of 120°C or lower generated in heat source facilities. Most of them have been discarded due to reasons such as being done. In recent years, with the increase in energy saving and environmental awareness, development of a system that uses low-temperature exhaust heat by supplying the low-temperature exhaust heat to a heat utilization facility such as a hospital or office is under way (see, for example, Patent Document 1). ).
このシステムは、蓄熱材を熱源施設で熱交換させ、熱源施設で発生した低温排熱を熱交換によって蓄熱材に蓄積させた後、当該蓄熱材を熱利用施設に輸送してそこで再度熱交換させ、蓄熱材の熱を熱利用施設へ放出するものである。 In this system, the heat storage material is heat-exchanged in the heat source facility, the low-temperature exhaust heat generated in the heat source facility is accumulated in the heat storage material by heat exchange, and then the heat storage material is transported to the heat utilization facility and is again heat-exchanged there. The heat of the heat storage material is released to the heat utilization facility.
特許文献1において、熱交換の手段としては熱媒体油が用いられ、また、蓄熱材としては潜熱蓄熱材が用いられている。潜熱蓄熱材は、例えば、温度変化により固相と液相との間で相変化し、その際に吸収あるいは放出する潜熱を利用して蓄熱あるいは放熱を行う蓄熱材である。特許文献1では、蓄熱材と熱媒体油とを充填したタンクを使用するが、タンクの大きさと蓄熱量とは比例する。また、蓄熱材の輸送手段としてはトラック等の車が考えられるため、輸送する蓄熱材を収容するタンクを可能な限り軽量化かつコンパクト化する必要があるが、そうすると蓄熱量が減ってしまうという課題があった。 In Patent Document 1, a heat carrier oil is used as the heat exchange means, and a latent heat storage material is used as the heat storage material. The latent heat storage material is, for example, a heat storage material that undergoes a phase change between a solid phase and a liquid phase due to a temperature change, and uses the latent heat absorbed or released to store or release heat. In Patent Document 1, a tank filled with a heat storage material and heat medium oil is used, but the size of the tank and the amount of heat storage are proportional. Further, since a vehicle such as a truck can be considered as a transporting means for the heat storage material, it is necessary to make the tank for storing the heat storage material to be transported as light and compact as possible, but then the heat storage amount is reduced. was there.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、蓄熱量を減らすことなく軽量化及びコンパクト化を実現することができる熱輸送コンテナ及び熱輸送システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a heat transport container and a heat transport system that can realize weight reduction and size reduction without reducing the amount of heat storage. There is.
本発明に係る熱輸送コンテナは、温度に依存して親水性と疎水性とを示す感温性高分子と水とを有する蓄熱材と、加熱用流体と熱交換して前記蓄熱材を加熱して前記蓄熱材に蓄熱させるとともに、熱利用流体と熱交換して前記蓄熱材から吸熱して前記蓄熱材から放熱させる熱交換器と、前記蓄熱材が充填され、前記熱交換器が収容された容器と、を備え、前記感温性高分子は、温度が上昇して下限臨界溶液温度を超えると収縮する収縮工程を有し、前記容器は、前記蓄熱材が前記収縮工程において蓄熱する際に分離される水を排出する機構を有しているものである。 The heat transport container according to the present invention heats the heat storage material having a temperature-sensitive polymer that exhibits hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature and water, and heat exchange with a heating fluid to heat the heat storage material. And a heat exchanger that stores heat in the heat storage material, exchanges heat with a heat-utilizing fluid, absorbs heat from the heat storage material and radiates heat from the heat storage material, and the heat storage material is filled, and the heat exchanger is housed. A container, and the temperature-sensitive polymer has a shrinking step of shrinking when the temperature rises and exceeds the lower critical solution temperature, the container, when the heat storage material stores heat in the shrinking step. It has a mechanism for discharging the separated water .
また、本発明に係る熱輸送システムは、上記の熱輸送コンテナを輸送手段により熱源施設に輸送し、前記熱源施設と熱交換して前記蓄熱材に蓄熱させた後、前記熱輸送コンテナを前記輸送手段により熱利用施設に輸送し、前記熱利用施設と熱交換して前記蓄熱材から放熱させるものである。 Further, in the heat transport system according to the present invention, the heat transport container is transported to a heat source facility by a transportation means, and after exchanging heat with the heat source facility to store heat in the heat storage material, the heat transport container is transported. It is transported to the heat utilization facility by means and exchanges heat with the heat utilization facility to radiate heat from the heat storage material.
本発明に係る熱輸送コンテナ及び熱輸送システムによれば、熱輸送コンテナが、温度に依存して親水性と疎水性とを示す感温性高分子と水とを有する蓄熱材を備えている。そして、蓄熱材への蓄熱時に、感温性高分子が収縮して液体状態の水と分離する。そのため、蓄熱材への蓄熱後に分離した水以外を輸送することができる。つまり、蓄熱材への蓄熱後は水を輸送する必要がなく、また、水を輸送しなくても蓄熱量は減らないため、蓄熱量を減らすことなく熱輸送コンテナの軽量化及びコンパクト化を実現することができる。 According to the heat-transporting container and the heat-transporting system of the present invention, the heat-transporting container includes a heat storage material having water and a temperature-sensitive polymer that exhibits hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature. When heat is stored in the heat storage material, the temperature-sensitive polymer contracts and separates from water in a liquid state. Therefore, water other than the separated water can be transported after the heat is stored in the heat storage material. In other words, there is no need to transport water after storing heat in the heat storage material, and the amount of heat storage does not decrease even without transporting water, so the heat transport container can be made lighter and more compact without reducing the amount of heat storage. can do.
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本開示が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the embodiments described below. Further, in the following drawings, the size relationship of each component may be different from the actual one.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る蓄熱後輸送時の熱輸送コンテナ100を示す模式図である。図2は、実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100と熱源施設200との熱交換を示す模式図である。図3は、実施の形態1に係る放熱後輸送時の熱輸送コンテナ100を示す模式図である。図4は、実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100と熱利用施設300との熱交換を示す模式図である。熱輸送コンテナ100は、蓄熱材をトラックあるいは車両などの輸送手段を用いて、別の場所に輸送するために使用される。なお、図1及び図3は、実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100を輸送する輸送手段の例としてトラック400を示す模式図である。Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
(熱輸送コンテナ)
図1〜図4に示すように、実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100は、容器10と、熱交換器20と、蓄熱材30とを備えている。容器10は、例えば略直方体状をなしており、材質はSUS(ステンレス鋼材)であり、厚みは約1mmである。容器10の内部には、蓄熱材30が充填されている。また、容器10は熱交換器20を収容しており、側面に熱交換器20の加熱配管あるいは熱利用配管(以下、単に配管40と称する)が挿入される複数の開口11が形成されている。さらに、容器10には、蓄熱後に蓄熱材30から分離した水を排出するための開口12と、放熱前に排出した水と同量の水を注入するための開口13とが形成されている。(Heat transport container)
As shown in FIGS. 1 to 4, the
熱交換器20は、例えばフィンアンドチューブ型であり、配管40と複数のフィン(図示せず)とを有している。配管40は、例えばSUS又はCu等の金属を円筒状又は扁平状に加工したものであり、その内部に蓄熱材30を加熱するための加熱用流体あるいは吸熱するための熱利用流体が流れる。容器10に収容されている熱交換器20の配管40は、容器10の側面に形成された開口11から外部に延びており、容器10の内部と外部とに跨って設けられている。
The
なお、実施の形態1では、容器10の側面に開口11が形成されているが、その開口11が容器10の上方あるいは下方に形成されていてもよい。容器10の開口11は、熱輸送コンテナ100と熱源施設200又は熱利用施設300とで外部熱交換器500を介して熱交換する際に、配管40が外部熱交換器500の加熱用流体あるいは熱利用流体が流れる配管と接続しやすくなる位置に形成されていればよい。
Although the
また、熱交換器20は、蓄熱材30を加熱及び放熱することができる構造であればよく、形状及び材料は適宜変更可能である。例えば、熱交換器20は、フィンアンドチューブ型ではなく、加熱用流体あるいは熱利用流体と蓄熱材30とを配管40で隔てることなく、それらを同じ容器10内に共存させてもよい。
The
蓄熱材30は、少なくとも高分子と水とを有しており、例えば温度応答性ゲルである。高分子は、温度に依存して親水性と疎水性とを示す温度応答性高分子である。温度は、水に対する下限臨界溶液温度(Lower Critical Solution Temperature:LCST)である。高分子は、下限臨界溶液温度より低温の場合に親水性を示し、下限臨界溶液温度より高温の場合に疎水性を示す。このように特定の温度で性質が大きく変化する高分子は感温性高分子と呼ばれ、その水を含有させてゲル状にしたものは感温性高分子ゲルと呼ばれる。感温性高分子と、主に水又は水に適量の有機溶媒を加えた混合溶媒と、を混合してゲル状とした感温性高分子ゲルを蓄熱材30とする。
The
前記感温性高分子としては、下限臨界溶液温度を境にして親水性と疎水性とが可逆的に変化するものであれば特に限定されるものでなく、ポリビニルアルコール部分酢化物、ポリビニルメチルエーテル、メチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポリビニルメチルオキサゾリディノン、ポリN−エチルアクリルアミド、ポリN−エチルメタクリルアミド、ポリN−n−プロピルアクリルアミド、ポリN−n−プロピルメタクリルアミド、ポリN−イソプロピルアクリルアミド、ポリN−イソプロピルメタクリルアミド、ポリN−シクロプロピルアクリルアミド、ポリN−シクロプロピルメタクリルアミド、ポリN−メチル−N−エチルアクリルアミド、ポリN、N−ジエチルアクリルアミド、ポリN−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリN−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、ポリN−アクリロイルピロリジン、ポリN−アクリロイルピペリジン、ポリN−2−エトキシエチルアクリルアミド、ポリN−2−エトキシエチルメタクリルアミド、ポリN−3−メトキシプロピルアクリルアミド、ポリN−3−メトキシプロピルメタクリルアミド、ポリN−3−エトキシプロピルアクリルアミド、ポリN−3−エトキシプロピルメタクリルアミド、ポリN−3−イソプロキシプロピルアクリルアミド、ポリN−3−イソプロキシプロピルメタクリルアミド、ポリN−3−(2−メトキシエトキシ)プロピルアクリルアミド、ポリN−3−(2−メトキシエトキシ)プロピルメタクリルアミド、ポリN−テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、ポリN−テトラヒドロフルフリルメタクリルアド、ポリN−1−メチル−2−メトキシエチルアクリルアミド、ポリN−1−メチル−2−メトキシエチルメタクリルアミド、ポリN−1−メトキシメチルプロピルアクリルアミド、ポリN−1−メトキシメチルプロピルメタクリルアミド、ポリN−(2、2−ジメトキシエチル)−N−メチルアクリルアミド、ポリN−(1、3−ジオキソラン−2−イルメチル)−N−メチルアクリルアミド、ポリN−8−アクリロイル-1、4−ジオキサ−8−アザ−スピロ[4,5]デカン、ポリN−2−メトキシエチル−N−エチルアクリルアミド、ポリN−2−メトキシエチル−N−n−プロピルアクリルアミド、ポリN−2−メトキシエチル−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリN、N−ジ(2−メトキシエチル)アクリルアミドを用いることができる。 The temperature-sensitive polymer is not particularly limited as long as the hydrophilicity and the hydrophobicity reversibly change at the lower critical solution temperature as a boundary, and polyvinyl alcohol partial acetic acid, polyvinyl methyl ether. , Methyl cellulose, polyethylene oxide, polyvinyl methyl oxazolidinone, poly N-ethyl acrylamide, poly N-ethyl methacrylamide, poly N-n-propyl acrylamide, poly N-n-propyl methacrylamide, poly N-isopropyl acrylamide, poly N-isopropyl methacrylamide, poly N-cyclopropyl acrylamide, poly N-cyclopropyl methacrylamide, poly N-methyl-N-ethyl acrylamide, poly N,N-diethyl acrylamide, poly N-methyl-N-isopropyl acrylamide, poly N-methyl-Nn-propyl acrylamide, poly N-acryloyl pyrrolidine, poly N-acryloyl piperidine, poly N-2-ethoxyethyl acrylamide, poly N-2-ethoxyethyl methacrylamide, poly N-3-methoxypropyl acrylamide , Poly N-3-methoxypropyl methacrylamide, poly N-3-ethoxypropyl acrylamide, poly N-3-ethoxypropyl methacrylamide, poly N-3-isoproxypropyl acrylamide, poly N-3-isoproxypropyl methacrylamide , Poly N-3-(2-methoxyethoxy)propyl acrylamide, poly N-3-(2-methoxyethoxy)propyl methacrylamide, poly N-tetrahydrofurfuryl acrylamide, poly N-tetrahydrofurfuryl methacrylamide, poly N- 1-methyl-2-methoxyethyl acrylamide, poly N-1-methyl-2-methoxyethyl methacrylamide, poly N-1-methoxymethyl propyl acrylamide, poly N-1-methoxymethyl propyl methacrylamide, poly N-(2 , 2-dimethoxyethyl)-N-methylacrylamide, poly N-(1,3-dioxolan-2-ylmethyl)-N-methylacrylamide, poly N-8-acryloyl-1,4-dioxa-8-aza-spiro [4,5]decane, poly N-2-methoxyethyl-N-ethyl acrylamide, poly N-2-methoxyethyl-Nn-propyl acrylamide, poly N-2-methoxyethyl-N-isopropyl acrylamide, poly N , N-di(2-methoxyethyl) ) Acrylamide can be used.
また、上記とは別の例として、実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材は、前記感温性高分子が架橋構造と、高分子末端にヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を有している。これらの材料の組成、架橋構造を調整することによって、吸熱ピーク温度が30℃〜90℃の範囲にあり、かつ、蓄熱密度が300J/g以上の感温性高分子ゲルが実現できることを見出した。本開示の一例では、このような感温性高分子ゲルを蓄熱材として使用する。特に、感温性架橋高分子を構成する繰り返し単位と、前記官能基と、架橋構造単位とのモル比が、99:0.5:0.5〜70:23:7であり、好ましくは98:1:1〜77:18:5である感温性高分子ゲルからなるものとすると蓄熱密度が500J/g以上となるのでさらによい。 Further, as another example different from the above, in the heat storage material according to the first example of the first embodiment, the temperature-sensitive polymer has a cross-linked structure and a hydroxyl group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid at the polymer end. It has one or more functional groups selected from the group consisting of groups, phosphoric acid groups and oxyphosphoric acid groups. It has been found that a thermosensitive polymer gel having an endothermic peak temperature in the range of 30°C to 90°C and a heat storage density of 300 J/g or more can be realized by adjusting the composition and cross-linking structure of these materials. .. In an example of the present disclosure, such a temperature-sensitive polymer gel is used as a heat storage material. In particular, the molar ratio of the repeating unit constituting the temperature-sensitive crosslinked polymer, the functional group, and the crosslinked structural unit is 99:0.5:0.5 to 70:23:7, preferably 98. It is more preferable to use a temperature-sensitive polymer gel having a ratio of 1:1 to 77:18:5 because the heat storage density is 500 J/g or more.
前記繰り返し単位の割合が多過ぎる場合、すなわち、前記繰り返し単位と、前記官能基と、前記架橋構造単位との合計を100モル%としたときに、前記繰り返し単位割合が99モル%を超える場合、蓄熱密度が小さくなる。一方、前記繰り返し単位の割合が少な過ぎる場合、すなわち、前記繰り返し単位と、前記官能基と、前記架橋構造単位との合計を100モル%としたときに、前記繰り返し単位割合が70モル%未満である場合、後述するLCSTを示さなくなる。 When the proportion of the repeating unit is too large, that is, when the total of the repeating unit, the functional group, and the cross-linking structural unit is 100 mol%, when the proportion of the repeating unit exceeds 99 mol%, The heat storage density decreases. On the other hand, when the ratio of the repeating unit is too small, that is, when the total of the repeating unit, the functional group, and the cross-linking structure unit is 100 mol%, the repeating unit ratio is less than 70 mol%. In some cases, the LCST described below will not be indicated.
前記架橋構造単位は、前記感温性高分子の製造に使用する架橋剤により導入される構造単位であり、この架橋剤としては、例えば、N、N'−メチレンビスアクリルアミド、N、N'−ジアリルアクリルアミド、N、N'−ジアクリロイルイミド、N、N'−ジメタクリロイルイミド、トリアリルホルマール、ジアリルナフタレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、各種ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、各種ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1、3−ブチレングリコールジアクリレート、1、3−ブチレングリコールジメタクリレート、1、4−ブチレングリコールジメタクリレート、各種ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン等のジビニル誘導体、等の架橋性単量体等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。 The cross-linking structural unit is a structural unit introduced by a cross-linking agent used for producing the temperature-sensitive polymer, and examples of the cross-linking agent include N,N'-methylenebisacrylamide, N,N'- Diallyl acrylamide, N,N'-diacryloylimide, N,N'-dimethacryloylimide, triallyl formal, diallyl naphthalate, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, various polyethylene glycol di(meth)acrylates, propylene glycol Diacrylate, propylene glycol dimethacrylate, various polypropylene glycol di(meth)acrylates, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,4-butylene glycol dimethacrylate, various butylene glycol di(meth ) Crosslinkable monomers such as acrylate, glycerol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, divinyl derivatives such as divinylbenzene, and the like. However, it is not particularly limited to these.
実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材は、下記一般式(1) The heat storage material according to the first example of Embodiment 1 has the following general formula (1).
(式中、R1は、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R2は、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R1及びR2は、同一であっても異なっていてもよく、R3は、水素原子又はメチル基を表し、Xは、共有結合手を表すか又はヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を表し、*は、共有結合手を表す)で表される構成単位と、下記一般式(2)(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, R 2 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, and R 1 and R 2 may be the same or different, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents a covalent bond, or a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphorus group. A structural unit represented by one or more functional groups selected from the group consisting of an acid group and an oxyphosphoric acid group, and * represents a covalent bond, and the following general formula (2)
(式中、*は、共有結合手を表し、qは、1〜3の整数を表す)で表される構成単位とを含み、且つ上記一般式(1)で表される構成単位の共有結合手と上記一般式(2)で表される構成単位の共有結合手とが結合した架橋構造を有する感温性高分子ゲルからなるものである。 (In the formula, * represents a covalent bond and q represents an integer of 1 to 3) and a covalent bond of the structural unit represented by the general formula (1). The thermosensitive polymer gel has a crosslinked structure in which a hand and a covalent bond of the constitutional unit represented by the general formula (2) are bonded.
実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材において、上記一般式(1)で表される構成単位と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位とのモル比は、99:0.5:0.5〜70:23:7であり、好ましくは98:1:1〜77:18:5である。上記一般式(1)で表される構成単位の割合が多過ぎる場合(上記一般式(1)で表される構成単位と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位との合計を100モル%としたときに、上記一般式(1)で表される構成単位の割合が99モル%を超える場合)、蓄熱密度が小さくなる。一方、上記一般式(1)で表される構成単位の割合が少な過ぎる場合(上記一般式(1)で表される構成単位と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位との合計を100モル%としたときに、上記一般式(1)で表される構成単位の割合が70モル%未満である場合)、LCSTを示さなくなる。なお、本明細書において、上記一般式(1)で表される構成単位と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位とのモル比は、原料の仕込み量から計算した理論値である。 In the heat storage material according to the first example of the first embodiment, a structural unit represented by the general formula (1), X as the functional group, and a structural unit represented by the general formula (2). The molar ratio is 99:0.5:0.5 to 70:23:7, preferably 98:1:1 to 77:18:5. When the proportion of the structural unit represented by the general formula (1) is too large (the structural unit represented by the general formula (1), X as the functional group, and the general formula (2) When the total of the constituent units represented by the general formula (1) exceeds 99 mol% when the total of the constituent units is 100 mol %), the heat storage density becomes small. On the other hand, when the proportion of the structural unit represented by the general formula (1) is too small (the structural unit represented by the general formula (1), the functional group X, and the general formula (2) When the proportion of the structural units represented by the general formula (1) is less than 70 mol% when the total of the structural units represented is 100 mol %), LCST is not exhibited. In the present specification, the molar ratio of the constitutional unit represented by the general formula (1), the functional group X, and the constitutional unit represented by the general formula (2) is determined by charging the raw materials. It is a theoretical value calculated from the amount.
実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材は、上記一般式(1)で表される構成単位と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位とを上記モル比で含んでいればよく、上記一般式(1)で表される構成単位の繰り返し数並びにそれぞれの構成単位が結合する順番は特に限定されない。上記一般式(1)で表される構成単位の繰り返し数は、通常、5〜500の範囲の整数である。 The heat storage material according to the first example of Embodiment 1 includes a structural unit represented by the general formula (1), X that is the functional group, and a structural unit represented by the general formula (2). Is contained in the above molar ratio, and the number of repeating structural units represented by the general formula (1) and the order in which the respective structural units are bonded are not particularly limited. The number of repeating structural units represented by the general formula (1) is usually an integer in the range of 5 to 500.
実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材において、LCSTは、主に、上記一般式(1)中のR1及びR2の種類に応じて、5〜80℃の広い範囲に設定することができる。上記一般式(1)中のR1は、温度応答性をより高めるという観点から、水素原子又はメチル基であることが好ましい。上記一般式(1)中のR2は、温度応答性をより高めるという観点から、エチル基、メチル基又はイソプロピル基であることが好ましい。また、上記一般式(1)中のR3は、感温性高分子の製造が容易になるという観点から、水素原子であることが好ましい。上記一般式(1)中のXは、上記のモル比を満たすように、ヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される官能基とすることができる。これらの官能基の中でも、ラジカル重合性をより高めるという観点から、オキシスルホン酸基であることが好ましい。上記一般式(2)中のqは、蓄熱密度をより高めるという観点から、1であることが好ましい。上記一般式(1)及び(2)における共有結合手は、同じ構成単位同士を結合させたり、異種の構成単位同士を結合させたりするだけでなく、一部が分岐構造を形成していてもよい。分岐構造としては、特に限定されない。In the heat storage material according to the first example of the first embodiment, LCST is set within a wide range of 5 to 80° C. mainly depending on the types of R 1 and R 2 in the general formula (1). be able to. R 1 in the above general formula (1) is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of further improving the temperature responsiveness. R 2 in the general formula (1) is preferably an ethyl group, a methyl group or an isopropyl group from the viewpoint of further improving the temperature responsiveness. Further, R 3 in the general formula (1) is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of facilitating the production of the temperature-sensitive polymer. X in the general formula (1) is a functional group selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphoric acid group so as to satisfy the above molar ratio. be able to. Among these functional groups, an oxysulfonic acid group is preferable from the viewpoint of further enhancing radical polymerizability. Q in the general formula (2) is preferably 1 from the viewpoint of further increasing the heat storage density. The covalent bond in the above general formulas (1) and (2) not only binds the same constitutional units to each other or binds different types of constitutional units, but even if a part thereof forms a branched structure. Good. The branched structure is not particularly limited.
実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材は、下記一般式(5) The heat storage material according to the first example of Embodiment 1 has the following general formula (5).
(式中、R1は、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R2は、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R1及びR2は、同一であっても異なっていてもよく、R3は、水素原子又はメチル基を表す)で表される重合性モノマーを、下記一般式(6)(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, R 2 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, and R 1 and R 2 s may be the same or different, and R 3 represents a polymerizable monomer represented by the following general formula (6).
(式中、qは、1〜3の整数を表す)で表される架橋剤と、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸カリウム及び過酸化水素からなる群から選択される一種以上の重合開始剤との存在下でラジカル重合することにより製造することができる。 (In the formula, q represents an integer of 1 to 3) and one selected from the group consisting of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, potassium perphosphate and hydrogen peroxide. It can be produced by radical polymerization in the presence of the above polymerization initiator.
上記一般式(5)で表される重合性モノマー(上記一般式(1)で表される構成単位を与える重合性モノマー)の具体例としては、例えば、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−シクロプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−メチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロポキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−1−メチル−2−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−1−メトキシメチルプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(2,2−ジメトキシエチル)−N−メチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメトキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらの中でも、N−アルキル(炭素原子数1〜3)(メタ)アクリルアミドが好ましく、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミドがさらに好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、メタクリル又はアクリルを意味する。 Specific examples of the polymerizable monomer represented by the general formula (5) (polymerizable monomer giving the constitutional unit represented by the general formula (1)) include, for example, N-ethyl(meth)acrylamide, N- n-propyl(meth)acrylamide, N-isopropyl(meth)acrylamide, N-cyclopropyl(meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N-ethyl-N-methyl(meth)acrylamide, N-methyl -N-n-propyl(meth)acrylamide, N-isopropyl-N-methyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N-ethoxyethyl(meth)acrylamide, N-ethyl-N-methoxyethyl (Meth)acrylamide, N-methoxypropyl(meth)acrylamide, N-ethoxypropyl(meth)acrylamide, N-isopropoxypropyl(meth)acrylamide, N-methoxyethoxypropyl(meth)acrylamide, N-1-methyl-2 -Methoxyethyl (meth)acrylamide, N-1-methoxymethylpropyl (meth)acrylamide, N-(2,2-dimethoxyethyl)-N-methyl (meth)acrylamide, N,N-dimethoxyethyl (meth)acrylamide, etc. Is mentioned. Among these, N-alkyl (having 1 to 3 carbon atoms) (meth)acrylamide is preferable, and N-isopropyl (meth)acrylamide is more preferable. In addition, in this specification, "(meth)acryl" means methacryl or acryl.
上記一般式(6)で表される架橋剤(上記一般式(2)で表される構成単位を与える架橋剤)の具体例としては、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−エチレンビスアクリルアミド及びN,N’−(トリメチレン)ビスアクリルアミドが挙げられる。 Specific examples of the cross-linking agent represented by the general formula (6) (cross-linking agent giving the constitutional unit represented by the general formula (2)) include N,N'-methylenebisacrylamide, N,N'-. Mention may be made of ethylene bisacrylamide and N,N'-(trimethylene)bisacrylamide.
ラジカル重合法としては、特に限定されるものではなく、バルク重合法、溶液重合法、乳化重合法等の公知の方法を用いることができる。上記した重合開始剤の中でも、反応性が良好であるという観点から、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウムが好ましい。また、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルパラトルイジン等の重合促進剤を、上記した重合開始剤と組み合わせて用いることにより、低温での迅速なラジカル重合が可能となる。 The radical polymerization method is not particularly limited, and known methods such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method and an emulsion polymerization method can be used. Among the above-mentioned polymerization initiators, potassium persulfate and ammonium persulfate are preferable from the viewpoint of good reactivity. Further, by using a polymerization accelerator such as N,N,N′,N′-tetramethylethylenediamine or N,N-dimethylparatoluidine in combination with the above-mentioned polymerization initiator, rapid radical polymerization at low temperature can be achieved. It will be possible.
ラジカル重合に用いられる溶媒としては、特に限定されるものではなく、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらの溶媒の中でも、蓄熱密度をより高めるという観点から、水が好ましい。ラジカル重合反応は、通常、0℃〜100℃の温度で30分〜24時間行えばよい。 The solvent used for radical polymerization is not particularly limited, and water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, 1-butanol, isobutanol, hexanol, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichloromethane, chloroform, Carbon tetrachloride, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide and the like can be mentioned. Among these solvents, water is preferable from the viewpoint of increasing the heat storage density. The radical polymerization reaction may usually be performed at a temperature of 0°C to 100°C for 30 minutes to 24 hours.
また、溶媒として水を用いてラジカル重合を行う場合、上記一般式(5)で表される重合性モノマーと上記一般式(6)で表される架橋剤と上記重合開始剤との合計濃度は、2mol/L〜3mol/Lとすることが畜熱密度をより高めるという観点から特に好ましい。合計濃度が2mol/L未満であると、得られる蓄熱材の蓄熱密度が小さくなる場合がある。一方、合計濃度が3mol/Lを超えると、得られる蓄熱材がLCSTを示さなくなる場合がある。 When radical polymerization is carried out using water as a solvent, the total concentration of the polymerizable monomer represented by the general formula (5), the crosslinking agent represented by the general formula (6), and the polymerization initiator is 2 mol/L to 3 mol/L is particularly preferable from the viewpoint of further increasing the animal heat density. If the total concentration is less than 2 mol/L, the heat storage density of the obtained heat storage material may decrease. On the other hand, if the total concentration exceeds 3 mol/L, the heat storage material obtained may not exhibit LCST.
実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材が、比較的低い蓄熱動作温度(100℃以下)と大きい蓄熱密度とを達成できる理由は定かでないが次のように考えられる。LCSTを有する感温性高分子は、LCSTより低温側では親水性を示し、LCSTより高温側では疎水性を示す。実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材を構成する感温性高分子は、架橋密度が高く、且つ高分子の末端が分岐した高度の密集構造を有するため、感温性高分子への吸着水は、従来の感温性高分子と同様に高配列しているが、LCSTより高温時に低配列化する。実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材を構成する感温性高分子では、この配列性の変化が大きいため、従来の感温性高分子と同様に低い蓄熱動作温度を示すだけでなく、大きい蓄熱密度を達成できると考えられる。 The reason why the heat storage material according to the first example of the first embodiment can achieve a relatively low heat storage operating temperature (100° C. or less) and a high heat storage density is not clear, but is considered as follows. The temperature-sensitive polymer having LCST exhibits hydrophilicity at a temperature lower than LCST and exhibits hydrophobicity at a temperature higher than LCST. Since the temperature-sensitive polymer that constitutes the heat storage material according to the first example of the first embodiment has a high crosslink density and a highly dense structure in which the ends of the polymer are branched, it becomes a temperature-sensitive polymer. The adsorbed water of is highly aligned like the conventional temperature-sensitive polymer, but is less aligned at a higher temperature than LCST. In the temperature-sensitive polymer that constitutes the heat storage material according to the first example of the first embodiment, this array property changes greatly, so that it only shows a low heat storage operation temperature as in the conventional temperature-sensitive polymer. Therefore, it is considered that a large heat storage density can be achieved.
実施の形態1の第一の例によれば、比較的低い蓄熱動作温度を有し且つ蓄熱密度が大きい蓄熱材及びその製造方法を提供することができる。実施の形態1の第一の例に係る蓄熱材は、比較的低い蓄熱動作温度を有し且つ蓄熱密度が大きいので、蓄熱材が充填された熱輸送コンテナ100を小型化することができ、熱輸送システムに好適である。
According to the first example of the first embodiment, it is possible to provide a heat storage material having a relatively low heat storage operating temperature and a large heat storage density, and a method for manufacturing the same. The heat storage material according to the first example of the first embodiment has a relatively low heat storage operation temperature and a large heat storage density, so that the
実施の形態1の第二の例に係る蓄熱材は、下記一般式(1) The heat storage material according to the second example of Embodiment 1 has the following general formula (1).
(式中、R1は、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R2は、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R1及びR2は、同一であっても異なっていてもよく、R3は、水素原子又はメチル基を表し、Xは、共有結合手を表すか又はヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を表し、*は、共有結合手を表す)で表される構成単位と、下記一般式(2)(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, R 2 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, and R 1 and R 2 may be the same or different, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents a covalent bond, or a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphorus group. A structural unit represented by one or more functional groups selected from the group consisting of an acid group and an oxyphosphoric acid group, and * represents a covalent bond, and the following general formula (2)
(式中、*は、共有結合手を表し、qは、1〜3の整数を表す)で表される構成単位と、下記一般式(3) (In the formula, * represents a covalent bond and q represents an integer of 1 to 3), and a general formula (3) below.
若しくは下記一般式(4) Or the following general formula (4)
(式中、R4は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基又はリン酸基を表し、R5は、水素原子又はメチル基を表し、Xは、共有結合手を表すか又はヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を表し、*は、共有結合手を表し、pは、1〜3の整数を表す)で表される構成単位とを含み、且つ上記一般式(1)で表される構成単位の共有結合手と上記一般式(2)で表される構成単位の共有結合手と上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の共有結合手とが結合した架橋構造を有する感温性高分子ゲルからなるものである。(In the formula, R 4 represents a hydroxy group, a carboxyl group, a sulfonic acid group or a phosphoric acid group, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents a covalent bond, or a hydroxy group or a sulfone group. An acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group, and one or more functional groups selected from the group consisting of an oxyphosphoric acid group, * represents a covalent bond, and p represents an integer of 1 to 3) And a covalent bond of the structural unit represented by the general formula (1), a covalent bond of the structural unit represented by the general formula (2), and the general formula (3). Or a thermosensitive polymer gel having a crosslinked structure in which a covalent bond of the structural unit represented by the general formula (4) is bonded.
実施の形態1の第二の例に係る蓄熱材において、上記一般式(1)で表される構成単位と上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位とのモル比は、95:5〜20:80であり、好ましくは85:15〜25:75である。上記一般式(1)で表される構成単位の割合が多過ぎる場合(上記一般式(1)で表される構成単位と上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位との合計を100モル%としたときに、上記一般式(1)で表される構成単位の割合が95モル%を超える場合)、蓄熱密度が小さくなる。一方、上記一般式(1)で表される構成単位の割合が少な過ぎる場合(上記一般式(1)で表される構成単位と上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位との合計を100モル%としたときに、上記一般式(1)で表される構成単位の割合が20モル%未満である場合)、LCSTを示さなくなる。 In the heat storage material according to the second example of the first embodiment, the mole of the constitutional unit represented by the general formula (1) and the constitutional unit represented by the general formula (3) or the general formula (4). The ratio is 95:5 to 20:80, preferably 85:15 to 25:75. When the ratio of the constitutional unit represented by the general formula (1) is too large (the constitutional unit represented by the general formula (1) and the constitution represented by the general formula (3) or the general formula (4)) When the proportion of the constituent units represented by the general formula (1) exceeds 95 mol% when the total of the units and the unit is 100 mol %), the heat storage density becomes small. On the other hand, when the ratio of the structural unit represented by the general formula (1) is too small (the structural unit represented by the general formula (1) and the general formula (3) or the general formula (4) In the case where the ratio of the structural unit represented by the general formula (1) is less than 20 mol% when the total of the structural unit and the structural unit is 100 mol %), LCST is not exhibited.
実施の形態1の第二の例に係る蓄熱材において、上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の合計と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位とのモル比は、99:0.5:0.5〜70:23:7であり、好ましくは98:1:1〜77:18:5である。上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の割合が多過ぎる場合(上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の合計と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位との合計を100モル%としたときに、上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の合計割合が99モル%を超える場合)、蓄熱密度が小さくなる。一方、上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の割合が少な過ぎる場合(上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の合計と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位との合計を100モル%としたときに、上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の合計割合が70モル%未満である場合)、LCSTを示さなくなる。なお、本明細書において、上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の合計と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位とのモル比は、原料の仕込み量から計算した理論値である。 In the heat storage material according to the second example of the first embodiment, the total of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4) and The molar ratio of X, which is the functional group, to the structural unit represented by the general formula (2) is 99:0.5:0.5 to 70:23:7, preferably 98:1. : 1 to 77:18:5. When the proportion of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4) is too large (the configuration represented by the general formula (1) The total of the units and the structural units represented by the general formula (3) or the general formula (4), X as the functional group, and the structural unit represented by the general formula (2) is 100. When the total proportion of the constitutional unit represented by the above general formula (1) and the constitutional unit represented by the above general formula (3) or the above general formula (4) is more than 99 mol% when it is defined as mol %) , The heat storage density becomes smaller. On the other hand, when the ratio of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4) is too small (represented by the general formula (1) Of the structural units represented by the general formula (3) or the general formula (4), the functional group X, and the structural unit represented by the general formula (2). Is 100 mol%, the total proportion of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4) is less than 70 mol%. In some cases), no LCST is shown. In addition, in the present specification, the total of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4), and X as the functional group. The molar ratio with the constitutional unit represented by the general formula (2) is a theoretical value calculated from the charged amount of the raw materials.
実施の形態1の第二の例に係る蓄熱材は、上記一般式(1)で表される構成単位と、上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位と、上記官能基であるXと、上記一般式(2)で表される構成単位とを上記モル比で含んでいればよく、上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の繰り返し数並びにそれぞれの構成単位が結合する順番は特に限定されない。上記一般式(1)で表される構成単位及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位の繰り返し数は、通常、5〜500の範囲の整数である。 The heat storage material according to the second example of Embodiment 1 is a structural unit represented by the general formula (1), a structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4), It suffices that X, which is the functional group, and the structural unit represented by the general formula (2) are contained in the above molar ratio, and the structural unit represented by the general formula (1) and the general formula (3). Or the number of repeating structural units represented by the above general formula (4) and the order in which the respective structural units are bonded are not particularly limited. The repeating number of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4) is usually an integer in the range of 5 to 500.
実施の形態1の第二の例に係る蓄熱材において、LCSTは、主に、上記一般式(1)で表される構成単位と上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)で表される構成単位とのモル比並びに上記一般式(1)中のR1及びR2の種類上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)中のR4及びR5の種類に応じて、5〜80℃の広い範囲に設定することができる。上記一般式(1)中のR1は、温度応答性をより高めるという観点から、水素原子又はメチル基であることが好ましい。上記一般式(1)中のR2は、温度応答性をより高めるという観点から、エチル基、メチル基又はイソプロピル基であることが好ましい。また、上記一般式(1)中のR3及び上記一般式(3)若しくは上記一般式(4)中のR5は、感温性高分子の製造が容易になるという観点から、水素原子であることが好ましい。上記一般式(1)、(3)及び(4)中のXは、上記したモル比を満たすように、ヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される官能基であることができる。これらの官能基の中でも、ラジカル重合性をより高めるという観点から、オキシスルホン酸基であることが好ましい。上記一般式(3)及び(4)中のR4は、畜熱密度をより高めるという観点から、ヒドロキシ基又はスルホン酸基であることが好ましい。上記一般式(3)及び(4)中のpは、畜熱密度をより高めるという観点から、1又は2であることが好ましい。上記一般式(2)中のqは、蓄熱密度をより高めるという観点から、1であることが好ましい。上記一般式(1)〜(4)における共有結合手は、同じ構成単位同士を結合させたり、異種の構成単位同士を結合させたりするだけでなく、一部が分岐構造を形成していてもよい。分岐構造としては、特に限定されない。In the heat storage material according to the second example of Embodiment 1, LCST is mainly represented by the structural unit represented by the general formula (1) and the general formula (3) or the general formula (4). 5 depending on the molar ratio with the structural unit and the types of R 1 and R 2 in the general formula (1), and the types of R 4 and R 5 in the general formula (3) or the general formula (4). It can be set in a wide range of -80°C. R 1 in the above general formula (1) is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of further improving the temperature responsiveness. R 2 in the general formula (1) is preferably an ethyl group, a methyl group or an isopropyl group from the viewpoint of further improving the temperature responsiveness. Further, R 3 in the general formula (1) and R 5 in the general formula (3) or the general formula (4) are each a hydrogen atom from the viewpoint of facilitating the production of the temperature-sensitive polymer. Preferably. X in the general formulas (1), (3) and (4) is a group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphoric acid group so as to satisfy the above molar ratio. Can be a functional group selected from Among these functional groups, an oxysulfonic acid group is preferable from the viewpoint of further enhancing radical polymerizability. R 4 in the general formulas (3) and (4) is preferably a hydroxy group or a sulfonic acid group from the viewpoint of further increasing the heat storage density. In the general formulas (3) and (4), p is preferably 1 or 2 from the viewpoint of further increasing the heat storage density. Q in the general formula (2) is preferably 1 from the viewpoint of further increasing the heat storage density. The covalent bond in the above general formulas (1) to (4) not only binds the same constitutional units to each other or binds different types of constitutional units, but also forms a branched structure in part. Good. The branched structure is not particularly limited.
実施の形態1の第二の例に係る蓄熱材は、下記一般式(5) The heat storage material according to the second example of Embodiment 1 has the following general formula (5).
(式中、R1は、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R2は、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基を表し、R1及びR2は、同一であっても異なっていてもよく、R3は、水素原子又はメチル基を表す)で表される重合性モノマーと、下記一般式(7)(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, R 2 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group, and R 1 and R 2 may be the same or different, and R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group) and a polymerizable monomer represented by the following general formula (7).
若しくは下記一般式(8) Or the following general formula (8)
(式中、R4は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基又はリン酸基を表し、R5は、水素原子又はメチル基を表し、pは、1〜3の整数を表す)で表される重合性モノマーとを、下記一般式(6)(In the formula, R 4 represents a hydroxy group, a carboxyl group, a sulfonic acid group or a phosphoric acid group, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, and p represents an integer of 1 to 3) With a polymerizable monomer represented by the following general formula (6)
(式中、qは、1〜3の整数を表す)で表される架橋剤と、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸カリウム及び過酸化水素からなる群から選択される一種以上の重合開始剤との存在下でラジカル重合することにより製造することができる。 (In the formula, q represents an integer of 1 to 3) and one selected from the group consisting of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, potassium perphosphate and hydrogen peroxide. It can be produced by radical polymerization in the presence of the above polymerization initiator.
上記一般式(5)で表される重合性モノマー、上記一般式(6)で表される架橋剤及び上記重合開始剤は、実施の形態1の第一の例で説明したのと同様であるので説明を省略する。さらに、ラジカル重合方法、ラジカル重合条件等は、実施の形態1の第一の例で説明したのと同様であるので説明を省略する。 The polymerizable monomer represented by the general formula (5), the crosslinking agent represented by the general formula (6), and the polymerization initiator are the same as those described in the first example of the first embodiment. Therefore, the description is omitted. Further, the radical polymerization method, the radical polymerization conditions, and the like are the same as those described in the first example of the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
上記一般式(7)で表される重合性モノマー(上記一般式(3)で表される構成単位を与える重合性モノマー)の具体例としては、例えば、アクリル酸2−ヒドロキシメチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−カルボキシメチル、アクリル酸2−カルボキシエチル、アクリル酸2−カルボキシプロピル、アクリル酸2−スルホメチル、アクリル酸2−スルホエチル、アクリル酸2−スルホプロピル、アクリル酸2−ホスホメチル、アクリル酸2−ホスホエチル、アクリル酸2−ホスホプロピル等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸2−ヒドロキシメチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル及びアクリル酸2−ヒドロキシプロピルが好ましい。 Specific examples of the polymerizable monomer represented by the general formula (7) (polymerizable monomer giving the structural unit represented by the general formula (3)) include, for example, 2-hydroxymethyl acrylate and acrylic acid 2 -Hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-carboxymethyl acrylate, 2-carboxyethyl acrylate, 2-carboxypropyl acrylate, 2-sulfomethyl acrylate, 2-sulfoethyl acrylate, 2-sulfopropyl acrylate , 2-phosphomethyl acrylate, 2-phosphoethyl acrylate, 2-phosphopropyl acrylate and the like. Among these, 2-hydroxymethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxypropyl acrylate are preferable.
上記一般式(8)で表される重合性モノマー(上記一般式(4)で表される構成単位を与える重合性モノマー)の具体例としては、例えば、N−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシプロピル)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシブチル)アクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸、2−アクリルアミド−2−メチルブタンカルボン酸、2−アクリルアミド−2−メチルペンタンカルボン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルブタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルペンタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンリン酸、2−アクリルアミド−2−メチルブタンリン酸、2−アクリルアミド−2−メチルペンタンリン酸等が挙げられる。これらの中でも、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び2−アクリルアミド−2−メチルペンタンスルホン酸が好ましい。 Specific examples of the polymerizable monomer represented by the general formula (8) (polymerizable monomer giving the constitutional unit represented by the general formula (4)) include, for example, N-(1,1-dimethyl-2). -Hydroxyethyl)acrylamide, N-(1,1-dimethyl-2-hydroxypropyl)acrylamide, N-(1,1-dimethyl-2-hydroxybutyl)acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanecarboxylic acid, 2 -Acrylamido-2-methylbutanecarboxylic acid, 2-acrylamido-2-methylpentanecarboxylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylbutanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methyl Pentanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanephosphoric acid, 2-acrylamido-2-methylbutanephosphoric acid, 2-acrylamido-2-methylpentanephosphoric acid and the like can be mentioned. Among these, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 2-acrylamido-2-methylpentanesulfonic acid are preferable.
実施の形態1の第一の例と同様に、溶媒として水を用いてラジカル重合を行う場合、上記一般式(5)で表される重合性モノマーと上記一般式(7)若しくは上記一般式(8)で表される重合性モノマーと上記一般式(6)で表される架橋剤と上記重合開始剤との合計濃度は、2mol/L〜3mol/Lとすることが好ましい。合計濃度が2mol/L未満であると、得られる蓄熱材の蓄熱密度が小さくなる場合がある。一方、合計濃度が3mol/Lを超えると、得られる蓄熱材がLCSTを示さなくなる場合がある。 Similar to the first example of the first embodiment, when radical polymerization is performed using water as a solvent, the polymerizable monomer represented by the general formula (5) and the general formula (7) or the general formula ( The total concentration of the polymerizable monomer represented by 8), the cross-linking agent represented by the general formula (6), and the polymerization initiator is preferably 2 mol/L to 3 mol/L. If the total concentration is less than 2 mol/L, the heat storage density of the obtained heat storage material may decrease. On the other hand, if the total concentration exceeds 3 mol/L, the heat storage material obtained may not exhibit LCST.
なお、実施の形態1の第一の例及び第二の例に係る蓄熱材の含水率は、特に限定されるものではないが、70%〜99質量%であることが好ましい。含水率は、水分を含む畜熱材の重量を室温で測定した後、恒温槽内に入れて60〜120℃の乾燥温度で水分を蒸発させ、水分が無くなった(重量が減少しなくなった)ところで蓄熱材の重量を測定し、重量の減少分を水分と仮定して求めることができる(乾燥減量法)。また、実施の形態1の第一の例及び第二の例に係る蓄熱材を多孔化してもよい。蓄熱材を多孔化することにより、温度応答性をより高めるという利点がある。蓄熱材を多孔化する方法としては、上記した重合性モノマー、架橋剤、重合開始剤及びポロゲン(細孔形成剤)を含む混合溶液を調製し、ラジカル重合反応によって架橋構造を形成し、次いで洗浄によりポロゲンを除去する方法が挙げられる。溶媒として水を用いてラジカル重合反応を行う場合、好ましいポロゲンは、水溶性の炭水化物、例えば、スクロース、マルトース、セルビオース、ラクトース、ソルビトール、キシリトール、グルコース、フルクトース等である。これらの水溶性の炭水化物と、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール又はこれらの混合物とを含むポロゲン組成物としてもよい。また、蓄熱材を多孔化する別の方法としては、水分を含む感温性高分子から凍結乾燥により水分を除去する方法が挙げられる。 The water content of the heat storage material according to the first example and the second example of the first embodiment is not particularly limited, but is preferably 70% to 99% by mass. Regarding the water content, after measuring the weight of the animal heat-containing material containing water at room temperature, it was put in a constant temperature bath to evaporate the water at a drying temperature of 60 to 120° C., and the water was lost (the weight did not decrease). By the way, the weight of the heat storage material can be measured, and the weight loss can be obtained by assuming the water content (drying weight loss method). Moreover, you may make the heat storage material which concerns on the 1st example and 2nd example of Embodiment 1 porous. By making the heat storage material porous, there is an advantage that the temperature response is further enhanced. The method for making the heat storage material porous is to prepare a mixed solution containing the above-mentioned polymerizable monomer, crosslinking agent, polymerization initiator and porogen (pore forming agent), form a crosslinked structure by radical polymerization reaction, and then wash. The method of removing a porogen is mentioned. When the radical polymerization reaction is carried out using water as a solvent, preferred porogens are water-soluble carbohydrates such as sucrose, maltose, cellobiose, lactose, sorbitol, xylitol, glucose and fructose. A porogen composition containing these water-soluble carbohydrates and polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, or a mixture thereof may be used. Another method of making the heat storage material porous is a method of removing water from the temperature-sensitive polymer containing water by freeze-drying.
また、実施の形態1の第一の例及び第二の例に係る感温性高分子は、上記した重合性モノマー、架橋剤及び重合開始剤を少なくとも含む混合溶液を、吸放熱配管内の金属表面(例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム等)に塗布し、ラジカル重合することにより製造することもできる。混合溶液は、金属表面の活性化剤、カップリング剤等を含んでもよい。また、実施の形態1の第一の例及び第二の例に係る感温性高分子は、上記した混合溶液の塗膜へ放射線を照射することにより製造することもできる。 Further, the temperature-sensitive polymer according to the first example and the second example of the first embodiment, the mixed solution containing at least the polymerizable monomer, the cross-linking agent and the polymerization initiator described above, the metal in the heat radiation pipe It can also be produced by coating on the surface (for example, stainless steel, copper, aluminum, etc.) and radical polymerization. The mixed solution may contain a metal surface activator, a coupling agent, and the like. Further, the temperature-sensitive polymer according to the first example and the second example of the first embodiment can also be manufactured by irradiating the coating film of the above-mentioned mixed solution with radiation.
[実施例1〜5及び比較例1〜5]
表1に示す配合の原料水溶液を、窒素雰囲気下、室温から50℃まで1時間かけて昇温させ、感温性高分子を得た。これを乾燥後、蒸留水で平衡膨潤させ、感温性高分子ゲルを得た後、アルミ製の密閉容器に封入し、示差走査熱量計で吸熱ピーク温度と蓄熱密度とを測定した。その結果を表2に示す。[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5]
The raw material aqueous solution having the composition shown in Table 1 was heated from room temperature to 50° C. over 1 hour under a nitrogen atmosphere to obtain a temperature-sensitive polymer. This was dried, equilibrated and swollen with distilled water to obtain a temperature-sensitive polymer gel, which was then enclosed in an aluminum closed container and the endothermic peak temperature and the heat storage density were measured by a differential scanning calorimeter. The results are shown in Table 2.
なお、表1中の略号は以下の通りである。
NIPAM:N−イソプロピルアクリルアミド
HMA:アクリル酸2−ヒドロキシエチル
MBA:N,N’−メチレンビスアクリルアミド
KPS:過硫酸カリウウム
TEMED:N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンThe abbreviations in Table 1 are as follows.
NIPAM: N-isopropylacrylamide HMA: 2-hydroxyethyl acrylate MBA: N,N'-methylenebisacrylamide KPS: potassium persulfate TEMED: N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine
表2の結果から分かるように、実施例1〜5で得られた感温性高分子ゲルは、吸熱ピーク温度が36℃〜77℃と低い上に、蓄熱密度が512J/g〜844J/gと大きかった。すなわち、実施例1〜5で得られた感温性高分子ゲルは、36℃〜77℃の低い畜熱動作温度で、512J/g〜844J/gの高い蓄熱密度を発現することができる。また、畜熱動作温度の発現する感温性高分子ゲルの親水性と疎水性との可逆的変化において、水温が36℃〜77℃であり、液体状態であった。これに対し、比較例1〜5で得られた感温性高分子ゲルは、パラフィン、脂肪酸、糖アルコール等の従来の蓄熱材と同様に、吸熱ピーク温度が32℃〜68℃と低いものの、蓄熱密度が31J/g〜42J/gと著しく小さかった。 As can be seen from the results in Table 2, the temperature-sensitive polymer gels obtained in Examples 1 to 5 have low endothermic peak temperatures of 36° C. to 77° C. and heat storage densities of 512 J/g to 844 J/g. It was great. That is, the temperature-sensitive polymer gels obtained in Examples 1 to 5 can exhibit a high heat storage density of 512 J/g to 844 J/g at a low heat storage operating temperature of 36°C to 77°C. Further, in the reversible change of hydrophilicity and hydrophobicity of the temperature-sensitive polymer gel in which the heat storage operation temperature was exhibited, the water temperature was 36° C. to 77° C. and it was in a liquid state. On the other hand, although the temperature-sensitive polymer gels obtained in Comparative Examples 1 to 5 have low endothermic peak temperatures of 32° C. to 68° C., like the conventional heat storage materials such as paraffin, fatty acid, sugar alcohol, etc., The heat storage density was remarkably small at 31 J/g to 42 J/g.
水は、純水が好ましいが、高分子を劣化させるおそれのある成分が含まれていない水であれば純水でなくてもよい。水は、高分子の高密度架橋物に結合した結合水と、結合水を除く自由水とに分けられる。高分子は、下限臨界溶液温度より低温で親水性の膨潤構造であるため、水の結合水が安定な高配列構造を形成し、水素結合力を高める。一方、高分子は、下限臨界溶液温度より高温で疎水性の収縮構造であるため、水の結合水が不安定な低配列構造を形成し、水素結合力を弱める。即ち、蓄熱材30は、下限臨界溶液温度の前後において結合水の水素結合力を向上又は低下させることができる。このように、蓄熱材30は、下限臨界溶液温度の前後において結合水の水素結合力を変化させることができるため、水素結合力の変化に相当する高い蓄熱量を有する。蓄熱材30が高い蓄熱量を有するため、容器10内に充填される蓄熱材30の充填量を削減できる。したがって、熱輸送コンテナ100を軽量化及びコンパクト化することができる。
The water is preferably pure water, but need not be pure water as long as it does not contain a component that may deteriorate the polymer. Water is divided into bound water bound to a high-density crosslinked polymer and free water excluding bound water. Since the polymer has a hydrophilic swelling structure at a temperature lower than the lower critical solution temperature, it forms a highly aligned structure in which bound water is stable and enhances the hydrogen bonding force. On the other hand, the polymer has a hydrophobic contraction structure at a temperature higher than the lower critical solution temperature, so that water-bonded water forms a low-alignment structure in which water is unstable and weakens the hydrogen bonding force. That is, the
また、混合溶媒として水に加える有機溶媒としては、極性有機溶媒から選択され、好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、イソペンタノール及び2−メトキシエタノールなどのアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルn−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン及びメチルイソアミルケトンなどのケトン、エチレングリコールモノブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸n−ブチル、クロロホルム、アセトニトリル、グリセロール、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ピリジン、1,4−ジオキサン、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、炭酸プロピレン及びその混合物からなる群から選択される。水に対する溶解度が大きい極性有機溶媒が適している。 The organic solvent added to water as a mixed solvent is selected from polar organic solvents, and preferably alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, isopentanol and 2-methoxyethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-. Ketones such as propyl ketone, methyl isopropyl ketone and methyl isoamyl ketone, ethers such as ethylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monomethyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, n-butyl acetate, chloroform, acetonitrile, glycerol, dimethyl sulfoxide, It is selected from the group consisting of N,N-dimethylformamide, tetrahydrofuran, pyridine, 1,4-dioxane, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, propylene carbonate and mixtures thereof. A polar organic solvent having a high solubility in water is suitable.
(熱輸送コンテナの蓄熱動作)
次に、熱輸送コンテナ100の動作について説明する。まず、図2に示す熱輸送コンテナ100の蓄熱動作について説明する。熱輸送コンテナ100の蓄熱動作は、図1に示すようにトラック400等の輸送手段により熱輸送コンテナ100が熱源施設200に輸送された後、熱源施設200で外部熱交換器500を介して行われる。配管40に加熱用流体が流れると、配管40を介して加熱用流体の熱が蓄熱材30に伝えられ、蓄熱材30の温度が上昇する。蓄熱材30に含まれる高分子は、温度が上昇して下限臨界溶液温度を超えると収縮する。これを収縮工程と称する。収縮工程において、水の結合水は低配列化して水素結合力が低下する。これにより、蓄熱材30は水素結合力の低下分に相当する水素結合エネルギーを吸熱する。即ち、高分子は収縮工程を有し、収縮工程において水の結合水の低配列化による吸熱エネルギーが蓄熱材30に蓄熱される。なお、収縮工程において水は液体状態である。その後、加熱用流体は温度が低下してから容器10から流出する。(Heat transport operation of heat transport container)
Next, the operation of the
(熱輸送コンテナの放熱動作)
次に、図4に示す熱輸送コンテナ100の放熱動作について説明する。熱輸送コンテナ100の放熱動作は、図3に示すようにトラック400等の輸送手段により熱輸送コンテナ100が熱利用施設300に輸送された後、熱利用施設300で外部熱交換器500を介して行われる。配管40に熱利用流体が流れると、配管40を介して蓄熱材30の熱が熱利用流体に伝えられ、蓄熱材30の温度が低下する。蓄熱材30に含まれる高分子は、温度が低下して下限臨界溶液温度を下回ると膨潤する。これを膨潤工程と称する。膨潤工程において、水の結合水は高配列化して水素結合力が上昇する。蓄熱材30は水素結合力の上昇分に相当する水素結合エネルギーを発熱する。即ち、高分子は膨潤工程を有し、膨潤工程において水の結合水の高配列化による発熱エネルギーが蓄熱材30から放熱される。なお、膨潤工程において水は液体状態である。その後、熱利用流体は温度が上昇してから容器10から流出する。(Heat radiation operation of heat transport container)
Next, the heat dissipation operation of the
以上説明したように、熱輸送コンテナ100において高分子の収縮工程及び膨潤工程によって、容器10の内部で蓄熱材30の蓄熱及び放熱が行われる。収縮工程及び膨潤工程において、水は液体状態であり、熱輸送コンテナ100において、水の蒸発工程及び凝縮工程が不要である。したがって、水蒸気を凝縮して液化する凝縮部と、液化した湯が流れる水輸送経路とを容器10の外部に設ける必要がない。よって、熱輸送コンテナ100を軽量化及びコンパクト化することができる。また、蓄熱材30は、水の結合水の水素結合力の高低を変化させ、水素結合力の変化に相当する高い蓄熱量を有する。よって、蓄熱材30の充填量を削減することができるため、熱輸送コンテナ100を軽量化及びコンパクト化することができる。
As described above, the
なお、容器10内に、高分子が通過しない寸法の開口が複数形成されたシート又は膜を層状に設けてもよい。これにより、高分子が水との比重差によって容器10内の上方又は下方に移動することを抑制することができ、さらに、蓄熱後に分離した水を熱輸送コンテナ100から排出することが容易になる。
It should be noted that in the
図5は、実施の形態1に係る熱輸送システムを示す模式図である。
実施の形態1に係る熱輸送システムでは、まず、トラック400等の輸送手段により熱輸送コンテナ100を熱源施設200に輸送する。熱源施設200に輸送したら、熱輸送コンテナ100を外部熱交換器500と接続して、熱源施設200と熱交換できるようにする。そして、熱輸送コンテナ100と熱源施設200とで外部熱交換器500を介して熱交換させて蓄熱材30に蓄熱させる。蓄熱材30への蓄熱後、熱輸送コンテナ100の容器10の開口12から、蓄熱材30から分離した水を排出する。FIG. 5 is a schematic diagram showing the heat transport system according to the first embodiment.
In the heat transport system according to the first embodiment, first, the
その後、トラック400等の輸送手段により熱輸送コンテナ100を熱利用施設300に輸送する。熱利用施設300に輸送したら、熱輸送コンテナ100を外部熱交換器500と接続して、熱利用施設300と熱交換できるようにする。そして、熱輸送コンテナ100と熱利用施設300とで外部熱交換器500を介して熱交換させて蓄熱材30から放熱させる。
After that, the
その後、再びトラック400等の輸送手段により熱輸送コンテナ100を熱源施設200に輸送する。そして、熱輸送システムでは以上のサイクルを繰り返す。
After that, the
このように、熱輸送システムでは、蓄熱材30への蓄熱後に、蓄熱材30から分離した水を容器10の開口12から排出することで、熱輸送コンテナ100の軽量化及びコンパクト化が可能となることから、輸送コストを削減することができる。
As described above, in the heat transport system, after the heat is stored in the
以上、実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100は、温度に依存して親水性と疎水性とを示す感温性高分子と水とを有する蓄熱材30と、加熱用流体と熱交換して蓄熱材30を加熱して蓄熱材30に蓄熱させるとともに、熱利用流体と熱交換して蓄熱材30から吸熱して蓄熱材30から放熱させる熱交換器20と、蓄熱材30が充填され、熱交換器20が収容された容器10と、を備えたものである。
As described above, the
実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100によれば、熱輸送コンテナ100が、温度に依存して親水性と疎水性とを示す感温性高分子と水とを有する蓄熱材30を備えている。そして、蓄熱材30への蓄熱時に、感温性高分子が収縮して液体状態の水と分離する。そのため、蓄熱材30への蓄熱後に分離した水以外を輸送することができる。つまり、蓄熱材30への蓄熱後は水を輸送する必要がなく、また、水を輸送しなくても蓄熱量は減らないため、蓄熱量を減らすことなく熱輸送コンテナ100の軽量化及びコンパクト化を実現することができる。
According to the
また、熱輸送コンテナ100に熱媒体油が充填されていないことが望ましい。熱輸送コンテナ100が、水から分離するような熱媒体油などを含まないようにすると、熱輸送コンテナ100の輸送中に事故等が発生した場合でも、大量の熱媒油が漏れて燃焼、爆発、あるいは環境を汚染するといった事態を防ぐことができる。
Further, it is desirable that the
また、実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100において、感温性高分子は、温度が上昇して下限臨界溶液温度を超えると収縮する収縮工程と、温度が低下して下限臨界溶液温度を下回ると膨潤する膨潤工程とを有し、蓄熱材30は、収縮工程において蓄熱し、膨潤工程において放熱するものである。
Further, in the
実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100によれば、感温性高分子の収縮工程及び膨潤工程によって、容器10の内部で蓄熱材30の蓄熱及び放熱が行われる。収縮工程及び膨潤工程において、水は液体状態であり、熱輸送コンテナ100において、水の蒸発工程及び凝縮工程が不要である。したがって、水蒸気を凝縮して液化する凝縮部と、液化した湯が流れる水輸送経路とを容器10の外部に設ける必要がない。よって、熱輸送コンテナ100を軽量化及びコンパクト化することができる。
According to the
また、実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100において、容器10は、蓄熱材30が収縮工程において蓄熱する際に分離される水を排出する機構である開口12を有している。
Further, in the
実施の形態1に係る熱輸送コンテナ100によれば、蓄熱材30が収縮工程において蓄熱する際に分離される水を、容器10の開口12から排出することができ、熱輸送コンテナ100の輸送時の軽量化及びコンパクト化が可能となることから、輸送コストを削減することができる。
According to the
また、実施の形態1に係る熱輸送システムは、熱輸送コンテナ100を輸送手段により熱源施設200に輸送し、熱源施設200と熱交換して蓄熱材30に蓄熱させた後、熱輸送コンテナ100を輸送手段により熱利用施設300に輸送し、熱利用施設300と熱交換して蓄熱材30から放熱させるものである。
Further, in the heat transport system according to the first embodiment, the
実施の形態1に係る熱輸送システムによれば、上記の熱輸送コンテナ100と同様の効果を得ることができる。
According to the heat transport system according to the first embodiment, the same effect as that of the
実施の形態2.
以下、本実施の形態2について説明するが、実施の形態1と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1と同じ部分又は相当する部分には同じ符号を付す。Embodiment 2.
Hereinafter, the second embodiment will be described, but the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted, and the same parts or corresponding parts as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals.
実施の形態1では、熱輸送コンテナ100を熱輸送コンテナとしてトラック400等の輸送手段に積載して輸送する方法をとり、その際に蓄熱後の蓄熱材30から分離した水を熱輸送コンテナ100から排出する。そうすることで、熱輸送コンテナ100を軽量化して、輸送重量を下げるとともにコンパクト化して、輸送コストを削減させた。
In the first embodiment, the
ただし、熱輸送コンテナ100自体を輸送せずに、蓄熱後の蓄熱材30から分離した水を除いた蓄熱材30を容器10から取り出して密閉可能な別容器に充填し、その別容器を輸送手段に積載して輸送してもよい。この場合、熱利用施設300にて、容器と熱交換器とを備えた放熱用の蓄熱装置を用意しておき、分離した量と同量の水と輸送した蓄熱材30とを放熱用の蓄熱装置の容器に充填し、放熱させる。これにより、輸送重量をさらに下げることができるため、輸送コストを大幅に削減することが可能となる。また、複数の熱利用施設300に熱を輸送することも可能となる。
However, without transporting the
以上、実施の形態2に係る熱輸送システムは、熱輸送コンテナ100を輸送手段により熱源施設200に輸送し、熱源施設200と熱交換して蓄熱材30に蓄熱させた後、容器10の開口12から、蓄熱材30から分離した水を排出し、蓄熱材30を容器10から取り出して密閉可能な別容器に充填し、該別容器を輸送手段により熱利用施設300に輸送し、熱利用施設300と熱交換して蓄熱材30から放熱させるものである。
As described above, in the heat transport system according to the second embodiment, after transporting the
実施の形態2に係る熱輸送システムによれば、輸送重量をさらに下げることができるため、輸送コストを大幅に削減することが可能となる。 According to the heat transport system according to the second embodiment, the transport weight can be further reduced, so that the transport cost can be significantly reduced.
10 容器、11 開口、12 開口、13 開口、20 熱交換器、30 蓄熱材、40 配管、100 熱輸送コンテナ、200 熱源施設、300 熱利用施設、400 トラック、500 外部熱交換器。 10 containers, 11 openings, 12 openings, 13 openings, 20 heat exchangers, 30 heat storage materials, 40 piping, 100 heat transport containers, 200 heat source facilities, 300 heat utilization facilities, 400 trucks, 500 external heat exchangers.
Claims (9)
加熱用流体と熱交換して前記蓄熱材を加熱して前記蓄熱材に蓄熱させるとともに、熱利用流体と熱交換して前記蓄熱材から吸熱して前記蓄熱材から放熱させる熱交換器と、
前記蓄熱材が充填され、前記熱交換器が収容された容器と、を備え、
前記感温性高分子は、温度が上昇して下限臨界溶液温度を超えると収縮する収縮工程を有し、
前記容器は、前記蓄熱材が前記収縮工程において蓄熱する際に分離される水を排出する機構を有している
熱輸送コンテナ。 A heat storage material having a temperature-sensitive polymer showing hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature and water,
A heat exchanger for exchanging heat with the heating fluid to heat the heat storage material to store heat in the heat storage material, and to exchange heat with the heat-utilizing fluid to absorb heat from the heat storage material and radiate heat from the heat storage material,
A container filled with the heat storage material and containing the heat exchanger ,
The temperature-sensitive polymer has a shrinking step of shrinking when the temperature rises and exceeds the lower critical solution temperature,
The container is a heat transport container having a mechanism for discharging water separated when the heat storage material stores heat in the shrinking step .
前記蓄熱材は、前記収縮工程において蓄熱し、前記膨潤工程において放熱するものである
請求項1に記載の熱輸送コンテナ。 Said temperature-sensitive polymer, and a swelling step of temperature swells falls below the lower critical solution temperature decreases,
The heat transport container according to claim 1, wherein the heat storage material stores heat in the shrinking step and radiates heat in the swelling step.
前記感温性高分子が、架橋構造を有するとともに、ヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を分子末端に有し、前記感温性高分子が水を有することによって、吸熱ピーク温度が30℃〜90℃の範囲にあり、かつ、蓄熱密度が300J/g以上とされた感温性高分子ゲルである
請求項1または2に記載の熱輸送コンテナ。 The heat storage material,
The temperature-sensitive polymer has a cross-linked structure and also has at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphoric acid group at the molecular end. However, since the temperature-sensitive polymer has water, the endothermic peak temperature is in the range of 30° C. to 90° C., and the heat storage density is 300 J/g or more. Item 3. The heat transport container according to Item 1 or 2 .
前記感温性高分子が、架橋構造を有するとともに、ヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を分子末端に有し、前記感温性高分子を構成する繰り返し単位と、前記官能基と、前記架橋構造単位とのモル比が、99:0.5:0.5〜70:20:10である
請求項1または2に記載の熱輸送コンテナ。 The heat storage material,
The temperature-sensitive polymer has a cross-linked structure and also has at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphoric acid group at the molecular end. The molar ratio of the repeating unit constituting the temperature-sensitive polymer, the functional group, and the cross-linking structural unit is 99:0.5:0.5 to 70:20:10. Or the heat transport container according to 2.
下記一般式(1)
下記一般式(2)
前記一般式(1)で表される構成単位の共有結合手と前記一般式(2)で表される構成単位の共有結合手とが結合した架橋構造を有し、
前記一般式(1)で表される構成単位と、前記官能基であるXと、前記一般式(2)で表される構成単位とのモル比が、99:0.5:0.5〜70:20:7である感温性高分子ゲルである
請求項1または2に記載の熱輸送コンテナ。 The heat storage material,
The following general formula (1)
The following general formula (2)
A covalent bond of the structural unit represented by the general formula (1) and a covalent bond of the structural unit represented by the general formula (2) have a cross-linked structure,
The molar ratio of the structural unit represented by the general formula (1), the functional group X, and the structural unit represented by the general formula (2) is 99:0.5:0.5 to. The heat-transporting container according to claim 1 or 2 , which is a temperature-sensitive polymer gel having a ratio of 70:20:7.
下記一般式(1)
下記一般式(2)
下記一般式(3)
前記一般式(1)で表される構成単位の共有結合手と前記一般式(2)で表される構成単位の共有結合手と前記一般式(3)もしくは前記一般式(4)で表される構成単位の共有結合手とが結合した架橋構造を有し、
前記一般式(1)で表される構成単位と前記一般式(3)もしくは前記一般式(4)で表される構成単位とのモル比が、95:5〜20:80であり、
前記一般式(1)で表される構成単位及び前記一般式(3)もしくは前記一般式(4)で表される構成単位の合計と、前記官能基であるXと、前記一般式(2)で表される構成単位とのモル比が、99:0.5:0.5〜70:23:7である感温性高分子ゲルである
請求項1または2に記載の熱輸送コンテナ。 The heat storage material,
The following general formula (1)
The following general formula (2)
The following general formula (3)
The covalent bond of the structural unit represented by the general formula (1), the covalent bond of the structural unit represented by the general formula (2), and the covalent bond represented by the general formula (3) or the general formula (4). Has a crosslinked structure in which a covalent bond of a constituent unit is bound,
The molar ratio of the structural unit represented by the general formula (1) to the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4) is 95:5 to 20:80,
The total of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (3) or the general formula (4), X as the functional group, and the general formula (2). The heat-transporting container according to claim 1 or 2 , which is a temperature-sensitive polymer gel having a molar ratio of 99:0.5:0.5 to 70:23:7 with the structural unit represented by.
熱輸送システム。 The heat transport container according to any one of claims 1 to 7 is transported to a heat source facility by a transporting means, heat-exchanged with the heat source facility to store heat in the heat storage material, and then the heat transport container is transported. A heat transport system that transports the heat to the heat utilization facility by means and exchanges heat with the heat utilization facility to radiate heat from the heat storage material.
請求項7に記載の熱輸送システム。 After storing heat in the heat storage material of the heat transport container, the water separated from the heat storage material is discharged from the mechanism of the container, and then the heat transport container is transported to the heat utilization facility by the transport means. The heat transport system according to claim 7 .
熱輸送システム。 After the heat source facilities and transport, said by the heat source facilities and heat exchanger is accumulated in the heat storage material by means of transport the heat transport container according to any one of claims 1 to 6, from the mechanism of the container, The water separated from the heat storage material is discharged, the heat storage material is taken out of the container and filled in another container that can be sealed, and the another container is transported to a heat utilization facility by the transportation means, and the heat utilization facility and A heat transport system that is exchanged to radiate heat from the heat storage material.
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000310432A (en) * | 1999-04-26 | 2000-11-07 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | Heat transport method and apparatus for accumulated latent heat |
JP2006232940A (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal storage medium and solar cell panel using the same |
JP2007044673A (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Kurita Water Ind Ltd | Water vapor adsorbent for adsorption type heat pump and adsorption type heat pump apparatus using the adsorbent |
CN101117572A (en) * | 2007-07-25 | 2008-02-06 | 中南大学 | Composite phase-change heat-storing material using gel as carrier and method for making same |
JP2010243036A (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Sony Corp | Heat transport device, electronic apparatus and method of manufacturing the heat transport device |
JP2012112567A (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Tokyo Metropolitan Government | Latent heat storage material processing facility |
JP2017201739A (en) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | 富士通株式会社 | Electronic device |
JP2017222742A (en) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 白元アース株式会社 | Gelatinous heat storage agent and heat insulation tool encapsulating the same |
WO2018144474A1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | Qualcomm Incorporated | Evaporative cooling solution for handheld electronic devices |
JP6501990B1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-04-17 | 三菱電機株式会社 | Heat storage device, heat storage system and heat storage method |
US20190194515A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-06-27 | Worcester Polytechnic Institute | Thermal storage system |
WO2019159514A1 (en) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | Latent heat storage body |
-
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000310432A (en) * | 1999-04-26 | 2000-11-07 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | Heat transport method and apparatus for accumulated latent heat |
JP2006232940A (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal storage medium and solar cell panel using the same |
JP2007044673A (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Kurita Water Ind Ltd | Water vapor adsorbent for adsorption type heat pump and adsorption type heat pump apparatus using the adsorbent |
CN101117572A (en) * | 2007-07-25 | 2008-02-06 | 中南大学 | Composite phase-change heat-storing material using gel as carrier and method for making same |
JP2010243036A (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Sony Corp | Heat transport device, electronic apparatus and method of manufacturing the heat transport device |
JP2012112567A (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Tokyo Metropolitan Government | Latent heat storage material processing facility |
JP2017201739A (en) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | 富士通株式会社 | Electronic device |
JP2017222742A (en) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 白元アース株式会社 | Gelatinous heat storage agent and heat insulation tool encapsulating the same |
WO2018144474A1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | Qualcomm Incorporated | Evaporative cooling solution for handheld electronic devices |
US20190194515A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-06-27 | Worcester Polytechnic Institute | Thermal storage system |
WO2019159514A1 (en) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | Latent heat storage body |
JP6501990B1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-04-17 | 三菱電機株式会社 | Heat storage device, heat storage system and heat storage method |
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