JPH0143796B2 - - Google Patents
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- JPH0143796B2 JPH0143796B2 JP56035193A JP3519381A JPH0143796B2 JP H0143796 B2 JPH0143796 B2 JP H0143796B2 JP 56035193 A JP56035193 A JP 56035193A JP 3519381 A JP3519381 A JP 3519381A JP H0143796 B2 JPH0143796 B2 JP H0143796B2
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Description
本発明は冷房装置用蓄熱材に関するものであ
る。 従来、冷房装置用の蓄熱材としては水または
水、氷の２相混合物が用いられてきた。 水を蓄熱材に用いた冷房装置では水の顕熱（比
熱×温度変化）を利用するため蓄熱量は1cal／cm3
℃と小さく蓄熱槽が大きくなる欠点がある。一方
氷を蓄熱材料として用いた場合には融解潜熱を利
用できるので蓄熱量は大きくなるが、氷の熱伝導
率が小であるため蓄冷槽内の熱交換器の冷媒蒸発
温度が氷の凝固温度である零度以下に低下し冷凍
能力が低下する。すなわち蓄冷式冷房装置に用い
られる冷凍機の効率は０℃以下になると大幅に低
下するので、効率よく運転するためには５〜15℃
の温度領域で作動させて蓄冷することが望まし
い。この領域で作動する蓄冷材としては水以外に
ベンゼン（融点６℃）、ギ酸（融点10.8℃）、酢酸
（融点16.7℃）などが知られている。 これらは化学的に不安定、腐食性、可燃性など
の理由で実用にはされなかつた。 さらに、酢酸ナトリウムを含有する水溶液に、
塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ギ酸ナトリウ
ム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウムを添加して
なる蓄熱材もあるが、これは凝固温度が50℃付近
にあるもので、冷房用の蓄熱材料としては使用で
きないものである。 本発明は上記に鑑みてなしたもので、望ましい
温度領域（５℃〜10℃）で作動し、化学的に安定
で、腐食性が少なく難燃性であり、蓄熱能力が大
きい蓄熱材料を提供することを目的とする。 本発明は酢酸と、酢酸ナトリウム、酢酸アンモ
ニウム、酢酸カリウム、酢酸カルシユウムのうち
のいずれか１種または２種以上とからなることを
特徴とするものである。 純酢酸（CH3COOH）は16.7℃の融点を有する
が、これに酢酸ナトリウム（CH3COONa）、酢
酸アンモニウム（CH3COONH4）、酢酸カリウム
（CH3COOK）、酢酸カルシユウム（２
（CH3COO）Ca）を１種または２種以上を添加す
ると、混合物の融点は低下し、その融点は添加量
により自由に調節し得ることを見出した。 第１図は酢酸ナトリウムと酢酸カリウム、第２
図は酢酸アンモニウムと酢酸カリウム、第３図は
酢酸カルシウムと酢酸カリウムを単独または混合
して添加した場合の融点の変化を三元状態図上に
示したものである。 これにより例えば第１図は、酢酸ナトリウム
17.5％添加または酢酸カリウム８％の添加によつ
て混合物の融点が10℃となり、混合添加の場合は
例えば酢酸ナトリウム５％、酢酸カリウム５％の
添加によつて融点は10℃となり第１図の曲線Ａ−
Ｂ、Ｃ−Ｄ、直線Ｂ−Ｃ、Ｄ−Ａによつて囲れた
範囲で融点８〜10℃となることを示している。ま
た第２図は酢酸アンモニウム12.3％の添加で融点
10℃が得られ、酢酸カリウムとの混合添加の場合
は、図中のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄの範囲で融点８〜10℃
が得られることを示している。また第３図は酢酸
カルシウム10％の添加で融点10℃が得られ酢酸カ
リウムの混合添加の場合は図中のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
の範囲で融点８〜10℃が得られることを示してい
る。 この第１図〜第３図を用いて酢酸との混合物の
融点の所定の温度になるように添加量を調節する
ことができる。 酢酸の融点は純度により変化し、例えば純度99
％の工業用酢酸（氷醋酸）では融点が15℃に低下
しているが、このような酢酸を使用した場合も、
酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウ
ム、酢酸カルシウムの添加による融点の低下の割
合は純酢酸の場合とほとんど同等であるので、使
用する酢酸の融点を測定しておけば、第１図、第
２図、第３図から求めた融点の降下度を用いて混
合物の融点を求めることができる。 例えば第１図は酢酸ナトリウム９％添加で純酢
酸の融点16.7℃から混合物の融点11.7℃に低下し
この時の低下時は16.7℃−11.7℃＝5.0℃であり、
融点15℃の酢酸を使用した場合には15℃−５℃＝
10℃となる。上記のように純度の低い酢酸（氷酢
酸または工業用酢酸）を使用しても希望する温度
で凝固−融解する蓄熱材を得ることができる。 酢酸の融解熱は46.2cal／ｇで、密度は1.05であ
る。酢酸に酢酸塩を添加すると、その添加量によ
つて融解熱と密度が異なるが、例えば酢酸ナトリ
ウム10％を添加した場合には融解熱50.1cal／ｇ、
密度1.15となる。上記の50.1cal／ｇをcal／mlの
単位に換算すると57.6cal／mlとなり、蓄熱材と
して水を使用し５℃から15℃の間で吸放熱させた
場合の蓄熱量10cal／mlに比べて本発明の蓄熱材
を使用した場合、大きな蓄熱量が得られることは
明らかである。 第４図は蓄熱器のモデル実験装置を示したもの
で、１は内部は蓄熱材が充填された蓄熱槽、２は
熱交換水槽、３は撹拌装置、４は温度センサ、５
は断熱材である。 第５図は第４図の装置で蓄熱槽１と熱交換用水
槽２の容積比が１：５である場合の熱交換水槽２
の温度変化を経時的に示したものである。第５図
の測定条件は蓄熱槽１内の工業用酢酸と酢酸ナト
リウム；15重量％の混合物を予め５℃に保持して
凝固させておき、熱交換水槽２の温度を20℃とし
て撹拌しつゝ温度の経時変化を測定した。 曲線１ａ及び１ｂはそれぞれ本発明の蓄熱材お
よび水を蓄熱材とした場合の蓄熱槽１の温度変化
を、曲線２ａ及び２ｂは熱交換水槽２の温度変化
から求めた吸熱速度を、それぞれ本発明の蓄熱材
及び水の場合について示したものである。本発明
による場合は、曲線２ａから明らかなように潜熱
放出により大きな吸熱速度が得られ５℃〜20℃の
範囲で熱交換を行わせる場合、本発明の蓄熱材は
効果が大きいことが認められた。 以下本発明は実施例につき説明する。 工業用酢酸（融点15℃）に酢酸ナトリウム（無
水CH3COONa）、酢酸カリウム（CH3COOK）、
酢酸アンモニウム（CH3COONH4）、酢酸カルシ
ウム（無水（CH3COO）2Ca）を添加して混合物
を調製し、その融点を測定した結果、第１表の数
値が得られた。この融点の値は凝固−融解を繰返
しても変化しなかつた。 以上説明したように、本発明の蓄熱材は添加物
の量の調節により任意の融点のものを得ることが
る。 従来、冷房装置用の蓄熱材としては水または
水、氷の２相混合物が用いられてきた。 水を蓄熱材に用いた冷房装置では水の顕熱（比
熱×温度変化）を利用するため蓄熱量は1cal／cm3
℃と小さく蓄熱槽が大きくなる欠点がある。一方
氷を蓄熱材料として用いた場合には融解潜熱を利
用できるので蓄熱量は大きくなるが、氷の熱伝導
率が小であるため蓄冷槽内の熱交換器の冷媒蒸発
温度が氷の凝固温度である零度以下に低下し冷凍
能力が低下する。すなわち蓄冷式冷房装置に用い
られる冷凍機の効率は０℃以下になると大幅に低
下するので、効率よく運転するためには５〜15℃
の温度領域で作動させて蓄冷することが望まし
い。この領域で作動する蓄冷材としては水以外に
ベンゼン（融点６℃）、ギ酸（融点10.8℃）、酢酸
（融点16.7℃）などが知られている。 これらは化学的に不安定、腐食性、可燃性など
の理由で実用にはされなかつた。 さらに、酢酸ナトリウムを含有する水溶液に、
塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ギ酸ナトリウ
ム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウムを添加して
なる蓄熱材もあるが、これは凝固温度が50℃付近
にあるもので、冷房用の蓄熱材料としては使用で
きないものである。 本発明は上記に鑑みてなしたもので、望ましい
温度領域（５℃〜10℃）で作動し、化学的に安定
で、腐食性が少なく難燃性であり、蓄熱能力が大
きい蓄熱材料を提供することを目的とする。 本発明は酢酸と、酢酸ナトリウム、酢酸アンモ
ニウム、酢酸カリウム、酢酸カルシユウムのうち
のいずれか１種または２種以上とからなることを
特徴とするものである。 純酢酸（CH3COOH）は16.7℃の融点を有する
が、これに酢酸ナトリウム（CH3COONa）、酢
酸アンモニウム（CH3COONH4）、酢酸カリウム
（CH3COOK）、酢酸カルシユウム（２
（CH3COO）Ca）を１種または２種以上を添加す
ると、混合物の融点は低下し、その融点は添加量
により自由に調節し得ることを見出した。 第１図は酢酸ナトリウムと酢酸カリウム、第２
図は酢酸アンモニウムと酢酸カリウム、第３図は
酢酸カルシウムと酢酸カリウムを単独または混合
して添加した場合の融点の変化を三元状態図上に
示したものである。 これにより例えば第１図は、酢酸ナトリウム
17.5％添加または酢酸カリウム８％の添加によつ
て混合物の融点が10℃となり、混合添加の場合は
例えば酢酸ナトリウム５％、酢酸カリウム５％の
添加によつて融点は10℃となり第１図の曲線Ａ−
Ｂ、Ｃ−Ｄ、直線Ｂ−Ｃ、Ｄ−Ａによつて囲れた
範囲で融点８〜10℃となることを示している。ま
た第２図は酢酸アンモニウム12.3％の添加で融点
10℃が得られ、酢酸カリウムとの混合添加の場合
は、図中のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄの範囲で融点８〜10℃
が得られることを示している。また第３図は酢酸
カルシウム10％の添加で融点10℃が得られ酢酸カ
リウムの混合添加の場合は図中のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
の範囲で融点８〜10℃が得られることを示してい
る。 この第１図〜第３図を用いて酢酸との混合物の
融点の所定の温度になるように添加量を調節する
ことができる。 酢酸の融点は純度により変化し、例えば純度99
％の工業用酢酸（氷醋酸）では融点が15℃に低下
しているが、このような酢酸を使用した場合も、
酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウ
ム、酢酸カルシウムの添加による融点の低下の割
合は純酢酸の場合とほとんど同等であるので、使
用する酢酸の融点を測定しておけば、第１図、第
２図、第３図から求めた融点の降下度を用いて混
合物の融点を求めることができる。 例えば第１図は酢酸ナトリウム９％添加で純酢
酸の融点16.7℃から混合物の融点11.7℃に低下し
この時の低下時は16.7℃−11.7℃＝5.0℃であり、
融点15℃の酢酸を使用した場合には15℃−５℃＝
10℃となる。上記のように純度の低い酢酸（氷酢
酸または工業用酢酸）を使用しても希望する温度
で凝固−融解する蓄熱材を得ることができる。 酢酸の融解熱は46.2cal／ｇで、密度は1.05であ
る。酢酸に酢酸塩を添加すると、その添加量によ
つて融解熱と密度が異なるが、例えば酢酸ナトリ
ウム10％を添加した場合には融解熱50.1cal／ｇ、
密度1.15となる。上記の50.1cal／ｇをcal／mlの
単位に換算すると57.6cal／mlとなり、蓄熱材と
して水を使用し５℃から15℃の間で吸放熱させた
場合の蓄熱量10cal／mlに比べて本発明の蓄熱材
を使用した場合、大きな蓄熱量が得られることは
明らかである。 第４図は蓄熱器のモデル実験装置を示したもの
で、１は内部は蓄熱材が充填された蓄熱槽、２は
熱交換水槽、３は撹拌装置、４は温度センサ、５
は断熱材である。 第５図は第４図の装置で蓄熱槽１と熱交換用水
槽２の容積比が１：５である場合の熱交換水槽２
の温度変化を経時的に示したものである。第５図
の測定条件は蓄熱槽１内の工業用酢酸と酢酸ナト
リウム；15重量％の混合物を予め５℃に保持して
凝固させておき、熱交換水槽２の温度を20℃とし
て撹拌しつゝ温度の経時変化を測定した。 曲線１ａ及び１ｂはそれぞれ本発明の蓄熱材お
よび水を蓄熱材とした場合の蓄熱槽１の温度変化
を、曲線２ａ及び２ｂは熱交換水槽２の温度変化
から求めた吸熱速度を、それぞれ本発明の蓄熱材
及び水の場合について示したものである。本発明
による場合は、曲線２ａから明らかなように潜熱
放出により大きな吸熱速度が得られ５℃〜20℃の
範囲で熱交換を行わせる場合、本発明の蓄熱材は
効果が大きいことが認められた。 以下本発明は実施例につき説明する。 工業用酢酸（融点15℃）に酢酸ナトリウム（無
水CH3COONa）、酢酸カリウム（CH3COOK）、
酢酸アンモニウム（CH3COONH4）、酢酸カルシ
ウム（無水（CH3COO）2Ca）を添加して混合物
を調製し、その融点を測定した結果、第１表の数
値が得られた。この融点の値は凝固−融解を繰返
しても変化しなかつた。 以上説明したように、本発明の蓄熱材は添加物
の量の調節により任意の融点のものを得ることが
【表】
容易で、0.5℃の融点の調節も可能である。混合
物は一定温度範囲で凝固−融解し、低温用蓄熱材
としては単位重量当りの蓄熱量が大きい。またこ
の蓄熱材は化学的に安定で難燃性であり、金属材
料の腐食が少ない。
物は一定温度範囲で凝固−融解し、低温用蓄熱材
としては単位重量当りの蓄熱量が大きい。またこ
の蓄熱材は化学的に安定で難燃性であり、金属材
料の腐食が少ない。
第１図は酢酸ナトリウムと酢酸カリウムを単独
または混合して添加した場合の融点の変化を示す
三元状態図、第２図は酢酸アンモニウムと酢酸カ
リウムとを単独または混合して添加した場合の融
点を変化を示す三元状態図、第３図は酢酸カルシ
ウムと酢酸カリウムとを単独または混合して添加
した場合の変化を示す三元状態図、第４図は蓄熱
器のモデル実験装置を示す図、第５図は第４図の
実験装置における熱交換水槽の温度変化を示す図
である。 １……蓄熱槽、２……熱交換水槽、３……撹拌
装置、４……温度センサ、５……断熱材。
または混合して添加した場合の融点の変化を示す
三元状態図、第２図は酢酸アンモニウムと酢酸カ
リウムとを単独または混合して添加した場合の融
点を変化を示す三元状態図、第３図は酢酸カルシ
ウムと酢酸カリウムとを単独または混合して添加
した場合の変化を示す三元状態図、第４図は蓄熱
器のモデル実験装置を示す図、第５図は第４図の
実験装置における熱交換水槽の温度変化を示す図
である。 １……蓄熱槽、２……熱交換水槽、３……撹拌
装置、４……温度センサ、５……断熱材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酢酸（CH3COOH）と、酢酸ナトリウム
（CH3COONa）酢酸アンモニウム
（CH3COONH4）、酢酸カリウム（CH3COOK）、
酢酸カルシウム（（CH3COO）2・Ca）のうちいず
れか１種または２種以上からなることを特徴とす
る蓄熱材。 ２ 酢酸（CH3COOH）と、酢酸ナトリウム
（CH3COONa）；８〜12重量％とからなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄熱材。 ３ 酢酸（CH3COOH）と、酢酸カリウム
（CH3COOK）；４〜６重量％、酢酸アンモニウム
（CH3COONH4）；４〜６重量％とからなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄熱
材。 ４ 酢酸（CH3COOH）と、酢酸カリウム
（CH3COOK）；４〜６重量％、酢酸ナトリウム
（CH3COONa）；４〜６重量％とからなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄熱材。 ５ 酢酸（CH3COOH）と、酢酸カリウム
（CH3COOK）；４〜６重量％、酢酸カルシウム
（（CH3OO）2・Ca）；４〜６重量％とからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄熱
材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3519381A JPS57149380A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Heat-accumulating material |
| US06/356,737 US4415465A (en) | 1981-03-13 | 1982-03-10 | Heat-storing composition |
| DE3209125A DE3209125C2 (de) | 1981-03-13 | 1982-03-12 | Wärmespeicherzusammensetzung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3519381A JPS57149380A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Heat-accumulating material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57149380A JPS57149380A (en) | 1982-09-14 |
| JPH0143796B2 true JPH0143796B2 (ja) | 1989-09-22 |
Family
ID=12435015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3519381A Granted JPS57149380A (en) | 1981-03-13 | 1981-03-13 | Heat-accumulating material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57149380A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5879081A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-12 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | 蓄熱材組成物 |
| JPS5879080A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-12 | Hitachi Ltd | 蓄熱材料 |
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| EP2883928B1 (en) * | 2012-08-08 | 2019-04-03 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Heat storage material composition, auxiliary heat source using same, and heat supply method |
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| JPS57147580A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | Heat-storing material |
-
1981
- 1981-03-13 JP JP3519381A patent/JPS57149380A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS57147580A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | Heat-storing material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57149380A (en) | 1982-09-14 |
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