JPH0347888A - 蓄熱材 - Google Patents
蓄熱材Info
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- JPH0347888A JPH0347888A JP1115561A JP11556189A JPH0347888A JP H0347888 A JPH0347888 A JP H0347888A JP 1115561 A JP1115561 A JP 1115561A JP 11556189 A JP11556189 A JP 11556189A JP H0347888 A JPH0347888 A JP H0347888A
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、蓄熱材に関する。更に詳しくは、凝固時の過
冷却の程度を軽減し、長期の熱サイクルに対し安定した
性能を発揮する蓄熱材に関する。
冷却の程度を軽減し、長期の熱サイクルに対し安定した
性能を発揮する蓄熱材に関する。
蓄熱材としては、従来から水や砕石が用いられてきたが
、これらは蓄熱密度が小さいため（ｌｃａｌ／ｇ−６８
ｇ以下）、実用に際してはかなり大きな蓄熱器を必要と
する。また、放熱に伴って、蓄熱器内の温度は徐々に低
下するので、安定な熱エネルギーを得ることは、技術的
にかなり困難である。
、これらは蓄熱密度が小さいため（ｌｃａｌ／ｇ−６８
ｇ以下）、実用に際してはかなり大きな蓄熱器を必要と
する。また、放熱に伴って、蓄熱器内の温度は徐々に低
下するので、安定な熱エネルギーを得ることは、技術的
にかなり困難である。
これに対し、近年物質の融解、凝固の際の潜熱を蓄熱に
応用する研究、開発が盛んになってきている。このよう
な潜熱型の蓄熱材の特徴は、材料の融解温度に一致した
一定温度の熱エネルギーを、数Ｌｏｃａｌ／ｇという高
い蓄熱密度で安定に吸収および放出できる点にある。
応用する研究、開発が盛んになってきている。このよう
な潜熱型の蓄熱材の特徴は、材料の融解温度に一致した
一定温度の熱エネルギーを、数Ｌｏｃａｌ／ｇという高
い蓄熱密度で安定に吸収および放出できる点にある。
ところで、最近太陽熱利用技術や排熱回収技術の進展に
伴ない、給湯用および暖房用の熱源として５０〜６０℃
といった比較的低い温度での蓄熱が注目されている。こ
のような低い温度で蓄熱を行なう際−の潜熱型蓄熱材と
しては、パラフィンワックスや高級脂肪酸などの有機物
や無機水和物などが注目されている。
伴ない、給湯用および暖房用の熱源として５０〜６０℃
といった比較的低い温度での蓄熱が注目されている。こ
のような低い温度で蓄熱を行なう際−の潜熱型蓄熱材と
しては、パラフィンワックスや高級脂肪酸などの有機物
や無機水和物などが注目されている。
潜熱型蓄熱材としての有機物は、融解、凝固時における
安定性は良好であるものの、材料自身の熱伝導が悪いた
め、熱の吸収および放出を行なう上で問題がある。また
、比重が小さいため、蓄熱器も比較的大きなものとなっ
てくる。
安定性は良好であるものの、材料自身の熱伝導が悪いた
め、熱の吸収および放出を行なう上で問題がある。また
、比重が小さいため、蓄熱器も比較的大きなものとなっ
てくる。
一方、無機水和物は、有機物蓄熱材と比較して熱伝導率
は約２倍程よく、比重も１．５〜２．０程度と大きいた
め、蓄熱器も小さくすることができる。
は約２倍程よく、比重も１．５〜２．０程度と大きいた
め、蓄熱器も小さくすることができる。
しかるに、無機水和物は、一般に凝固開始温度が融解温
度よりも低くなるという、いわゆる過冷却現象を示す。
度よりも低くなるという、いわゆる過冷却現象を示す。
かかる現象は、無機水和物を蓄熱材として用いた場合、
一定温度の熱エネルギーを安定して吸収および放出する
という蓄熱材の特徴を著しく損わせるものである。
一定温度の熱エネルギーを安定して吸収および放出する
という蓄熱材の特徴を著しく損わせるものである。
酢酸ナトリウム・３水和物Ｃ１３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０
は、融解温度が５８℃であり、潜熱量が６２ｃａｌ／ｇ
（示差走査熱量計による）と高いため、給湯用や暖房用
、更には恒温としての空調用などの潜熱型蓄熱材として
非常に有望であるが、この無機水和物の場合にも過冷却
現象がみられる。即ち、−旦融解させた酢酸ナトリウム
・３水和物は、約１５℃前後の室温に放置しても固化し
ないのである。これは、酢酸ナトリウム・３水和物の凝
固開始温度が約−２１℃であり、結局約８０℃近い温度
差に相当する過冷却を生ずるためである。従って、５８
℃における熱の吸収・放出が全く円滑に行われないので
、これ単独では蓄熱材として使用することができない。
は、融解温度が５８℃であり、潜熱量が６２ｃａｌ／ｇ
（示差走査熱量計による）と高いため、給湯用や暖房用
、更には恒温としての空調用などの潜熱型蓄熱材として
非常に有望であるが、この無機水和物の場合にも過冷却
現象がみられる。即ち、−旦融解させた酢酸ナトリウム
・３水和物は、約１５℃前後の室温に放置しても固化し
ないのである。これは、酢酸ナトリウム・３水和物の凝
固開始温度が約−２１℃であり、結局約８０℃近い温度
差に相当する過冷却を生ずるためである。従って、５８
℃における熱の吸収・放出が全く円滑に行われないので
、これ単独では蓄熱材として使用することができない。
本発明の目的は、過冷却の程度を軽減させた酢酸ナトリ
ウム・３水和物系の潜熱型蓄熱材を提供することにある
。
ウム・３水和物系の潜熱型蓄熱材を提供することにある
。
かかる目的を達成せしめる本発明の蓄熱材は、酢酸ナト
リウム・３水和物に発核剤としてリン酸水素バリウムま
たはリン酸水素カルシウム（無水物あるいは２水和物）
を添加してなる。
リウム・３水和物に発核剤としてリン酸水素バリウムま
たはリン酸水素カルシウム（無水物あるいは２水和物）
を添加してなる。
過冷却軽減の程度は、発核剤の添加割合によっても異な
るが、あまり多くの発核剤を添加しても期待される程の
効果が得られないばかりではなく、材料の変質をも招く
ため、一般には酢酸ナトリウム・３水和物に対し、約０
．１〜２０重量％、好ましくは約０．５〜１０重量％の
割合で用いられる。添加割合が、約２０重量Ｘ以上にな
ると、酢酸ナトリウム・３水和物本来の融解温度（Ｔｍ
）よりも、蓄熱材としての融解温度が著しく低下し、５
０〜６０℃の必要温度範囲を満足させない結果となる。
るが、あまり多くの発核剤を添加しても期待される程の
効果が得られないばかりではなく、材料の変質をも招く
ため、一般には酢酸ナトリウム・３水和物に対し、約０
．１〜２０重量％、好ましくは約０．５〜１０重量％の
割合で用いられる。添加割合が、約２０重量Ｘ以上にな
ると、酢酸ナトリウム・３水和物本来の融解温度（Ｔｍ
）よりも、蓄熱材としての融解温度が著しく低下し、５
０〜６０℃の必要温度範囲を満足させない結果となる。
これらの発核剤による発核作用は、発核剤を添３−
加した酢酸ナトリウム・３水和物に、何らかの処理をす
ることによって始めて発揮するようになる。即ち、発核
剤を酢酸ナトリウム・３水和物に単に添加しただけでは
発核作用をしめさす、室温においても固化しないが、過
冷却融解液を酢酸ナトリウム・３水和物が一２０℃程度
迄冷却して固化させたり、あるいはこれに酢酸ナトリウ
ム・３水和物を添加して固化させるなど、−度同化を経
験させると発核作用を発揮するようになり、長期間の熱
サイクルに対しても安定した過冷却防止を示すようにな
る。
ることによって始めて発揮するようになる。即ち、発核
剤を酢酸ナトリウム・３水和物に単に添加しただけでは
発核作用をしめさす、室温においても固化しないが、過
冷却融解液を酢酸ナトリウム・３水和物が一２０℃程度
迄冷却して固化させたり、あるいはこれに酢酸ナトリウ
ム・３水和物を添加して固化させるなど、−度同化を経
験させると発核作用を発揮するようになり、長期間の熱
サイクルに対しても安定した過冷却防止を示すようにな
る。
この原因は明らかではないが、−旦酢酸ナトリウム・３
水和物の同化を経験した発核剤は、融解液中においても
、分子のレベルで固化の結晶配列を記憶しており、冷却
の際に周囲に存在する酢酸ナトリウム・３水和物分子の
配列を容易にする、いわば触媒的な働きをするようにな
るためと考えられる。
水和物の同化を経験した発核剤は、融解液中においても
、分子のレベルで固化の結晶配列を記憶しており、冷却
の際に周囲に存在する酢酸ナトリウム・３水和物分子の
配列を容易にする、いわば触媒的な働きをするようにな
るためと考えられる。
なお、酢酸ナトリウム・３水和物は相分離し易く、その
対策として約１０重量％程度迄の水を添加することが一
般に行われており、本発明においてもこのような量の水
を加えた酢酸ナトリウム・３水和物もその対象となる。
対策として約１０重量％程度迄の水を添加することが一
般に行われており、本発明においてもこのような量の水
を加えた酢酸ナトリウム・３水和物もその対象となる。
このような発核作用によって示される過冷却軽減の、程
度は、蓄熱材の融解温度Ｔｍと凝固開始温度Ｔｍ’との
差ΔＴｓｃによって示されるが、酢酸ナトリウム・３水
和物に前記割合の発核剤を加えることにより、ΔＴｓｃ
の値を顕著に低下せしめることができる。また、それに
伴って、融解温度への復帰時間も短かくなり、熱サイク
ル試験で長期にわたって安定した性能を発揮することと
も合まって、より効率的な蓄熱作用を営むことができる
。
度は、蓄熱材の融解温度Ｔｍと凝固開始温度Ｔｍ’との
差ΔＴｓｃによって示されるが、酢酸ナトリウム・３水
和物に前記割合の発核剤を加えることにより、ΔＴｓｃ
の値を顕著に低下せしめることができる。また、それに
伴って、融解温度への復帰時間も短かくなり、熱サイク
ル試験で長期にわたって安定した性能を発揮することと
も合まって、より効率的な蓄熱作用を営むことができる
。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１
酢酸ナトリウム・３水和物ｌｏｇを容量２０ｍ Ｑのガ
ラス容器にとり、それにリン酸水素バリウム０．５３ｇ
を添加し、密栓する。これを恒温槽内に入れ、上限温度
７０℃、下限温度２０℃の範囲内で、加熱時間および冷
却時間をそれぞれ２時間として、熱サイクル試験を５０
回くり返し行ない、その際の温度変化を熱電対で測定し
、過冷却の程度ΔＴｓｃ（Ｔ＋ｎ−Ｔｍ’ ）を調べた
。
ラス容器にとり、それにリン酸水素バリウム０．５３ｇ
を添加し、密栓する。これを恒温槽内に入れ、上限温度
７０℃、下限温度２０℃の範囲内で、加熱時間および冷
却時間をそれぞれ２時間として、熱サイクル試験を５０
回くり返し行ない、その際の温度変化を熱電対で測定し
、過冷却の程度ΔＴｓｃ（Ｔ＋ｎ−Ｔｍ’ ）を調べた
。
過冷却防止の効果は、長期のくり返しにおいて安定して
発揮されなければならないが、各サイクル共ΔＴｓｃ＝
７℃以内で固化することが確認された。
発揮されなければならないが、各サイクル共ΔＴｓｃ＝
７℃以内で固化することが確認された。
第１図のグラフは、２０サイクル目の熱サイクル試験に
おける試料の経時的な温度変化を示している。
おける試料の経時的な温度変化を示している。
実施例２
酢酸ナトリウム・３水和物１０ｇを容量２０ｍ Ｑのガ
ラス容器にとり、融解させた後、リン酸水素カルシウム
・２水和物０．３９ｇを添加した。その後、２０℃にお
いて酢酸ナトリウム・３水和物自結晶を微量添加し、固
化させた。これを恒温槽内に入れ、以下実施例１と同様
に熱サイクル試験を行ない、各サイクル共ΔＴｓｃ ＝
６℃以内で固化することが確認された。
ラス容器にとり、融解させた後、リン酸水素カルシウム
・２水和物０．３９ｇを添加した。その後、２０℃にお
いて酢酸ナトリウム・３水和物自結晶を微量添加し、固
化させた。これを恒温槽内に入れ、以下実施例１と同様
に熱サイクル試験を行ない、各サイクル共ΔＴｓｃ ＝
６℃以内で固化することが確認された。
第２図のグラフは、２０サイクル目の熱サイクル試験に
おける試料の経時的な温度変化を示している。１ 実施例３ 酢酸ナトリウム・３水和物Ｌｏｇと水０．５ｇとの混合
物にリン酸水素カルシウム無水物０．２ｇを添加し、同
様の熱サイクル試験を行った。その結果、各サイクル共
５０℃迄に同化が開始されることが分った。
おける試料の経時的な温度変化を示している。１ 実施例３ 酢酸ナトリウム・３水和物Ｌｏｇと水０．５ｇとの混合
物にリン酸水素カルシウム無水物０．２ｇを添加し、同
様の熱サイクル試験を行った。その結果、各サイクル共
５０℃迄に同化が開始されることが分った。
第１〜２図は、それぞれ実施例１〜２の２０サイクル目
の熱サイクル試験における試料の経時的な温度変化を示
すグラフである。
の熱サイクル試験における試料の経時的な温度変化を示
すグラフである。
Claims (1)
- １、酢酸ナトリウム・３水和物に、発核剤としてリン酸
水素バリウムまたはリン酸水素カルシウムを添加してな
る蓄熱材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8783089 | 1989-04-06 | ||
| JP1-87830 | 1989-04-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347888A true JPH0347888A (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=13925860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1115561A Pending JPH0347888A (ja) | 1989-04-06 | 1989-05-09 | 蓄熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0347888A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06147706A (ja) * | 1992-11-04 | 1994-05-27 | Ebara Corp | 管内製氷ユニット及び管内製氷方法 |
| US5424519A (en) * | 1993-09-21 | 1995-06-13 | Battelle Memorial Institute | Microwaved-activated thermal storage material; and method |
-
1989
- 1989-05-09 JP JP1115561A patent/JPH0347888A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06147706A (ja) * | 1992-11-04 | 1994-05-27 | Ebara Corp | 管内製氷ユニット及び管内製氷方法 |
| US5424519A (en) * | 1993-09-21 | 1995-06-13 | Battelle Memorial Institute | Microwaved-activated thermal storage material; and method |
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