JPH0524954B2 - - Google Patents
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- JPH0524954B2 JPH0524954B2 JP2748985A JP2748985A JPH0524954B2 JP H0524954 B2 JPH0524954 B2 JP H0524954B2 JP 2748985 A JP2748985 A JP 2748985A JP 2748985 A JP2748985 A JP 2748985A JP H0524954 B2 JPH0524954 B2 JP H0524954B2
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は塩化カルシウム６水塩を主成分とする
蓄熱材組成物において、適量の硫化バリウムと塩
化バリウム２水塩を過冷却防止用の核剤として添
加し、それにより過冷却を実質的に回避する技術
に関するものである。 ［従来の技術］ 塩化カルシウム６水塩は水和物特有の大きな凝
固−融解潜熱を有し、且つ約30℃という常温付近
の凝固点を有しているところから、施設園芸や栽
培用の温室、住宅暖房或はケミカルヒートポンプ
等に幅広く実用化されはじめている。しかしこの
化合物は顕著な過冷却現象を生ずるという大きな
問題があり、実用化の障害となつている。即ち過
冷却現象とは、液相物質が冷却されていく過程に
おいて凝固点を過ぎても液相から固相への変化が
起こらず、凝固点をかなり下回つてからはじめて
凝固を開始するという現象であるから、凝固潜熱
を発生すべき温度、即ち凝固点から不特定とな
り、特定温度領域を保持せしめる為の潜熱材とし
ては致命的な欠陥となる。こうした問題を解消す
る為、塩化カルシウム６水塩にその結晶化を促進
する核剤を添加して過冷却を防止する技術が提案
され（例えば特公昭55−32749号や同56−9959号
等）、実用化が急速に進められている。この様な
核剤としては、塩化ストロンチウム６水塩、水酸
化ストロンチウム８水塩、酸化ストロンチウム、
水酸化バリウム８水塩、炭酸バリウム、硝酸バリ
ウム等、多くの物質が知られており、これらを全
蓄熱材組成物中に0.1〜20重量％程度含有させる
ことによつて、塩化カルシウム６水塩の過冷却現
象を大幅に抑制することができる。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし本発明者等が種々の核剤を対象としてそ
の効果を追試したところによると、何れの核剤を
使用した場合でも３〜４℃程度の過冷却は回避す
ることができず、しかも核剤を20重量％以上含有
させてもそれ以上の効果を期待することはできな
いことが確認された。本発明はこうした状況のも
とで、従来の核剤よりも優れた過冷却防止効果を
発揮する核剤を検索することにより、蓄熱材の性
能を一段と高めようとするものである。 ［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る蓄熱材組成物の構成は、塩化カル
シウム６水塩を主成分とする蓄熱材組成物中に、
過冷却防止用の核剤として硫化バリウム：0.001
〜５％（全蓄熱材組成物中の重量％：以下同じ）
及び塩化バリウム２水塩：0.05〜５％を含有させ
てなるところに要旨を有するものである。 ［作用］ 実質的に塩化カルシウム６水塩のみからなる蓄
熱材組成物を溶融状態から降温していくと、その
凝固点である約29.5℃を通りすぎても凝固せず、
第８図の実線で示す如く例えば約20℃に達したと
きに凝固が急激に始まる。但しこうした過冷却の
程度は降温速度や融解液の撹乱状況等によつて著
しく変化するので潜熱発生温度を特定することが
できず、利用温度に応じた温度制御は不正確とな
らざるを得ない。これに対し過冷却防止用の核剤
として例えば塩化ストロンチウム６水塩を５重量
％程度含有させると、第８図に破線で示す如く過
冷却現象は大幅に緩和され３〜４℃程度に抑えら
れる。公知の核剤によるこうした過冷却抑制効果
は、その種類によつて最適含有率が若干相違する
ものの完全なものとは言えず、過冷却を実質上許
容される範囲に抑えることができているという訳
ではない。 ところが本発明者等が種々の化合物について実
験を重ねるうち、硫化バリウムと塩化バリウム２
水塩を一定量ずつ併用すれば、過冷却現象を極め
て効果的に抑制し得ることが確認された。そして
後記実施例でも明らかにする如く、塩化カルシウ
ム６水塩を主成分とする蓄熱材組成物中に0.001
〜５％の硫化バリウムと0.05〜５％の塩化バリウ
ム２水塩を併存させてやれば、過冷却を２℃以下
に抑制し得ることが明らかとなつた。ここで硫化
バリウム又は塩化バリウム２水塩の量が下限値未
満では両者併用による相乗的な過冷却抑制効果を
期待することができず、単独使用による不十分な
過冷却抑制効果（過冷却温度でせいぜい５〜６℃
程度）が得られるにすぎない。一方上記両成分の
含有率が上限値を超えると、凝固しない場合が生
じたり或は凝固潜熱量が大幅に減少し蓄熱材とし
ての性能及び安定性が劣悪になる。硫化バリウム
及び塩化バリウム２水塩のより好ましい含有率は
前者0.1〜３％、後者0.1〜３％の範囲である。 この様に本発明では塩化カルシウム６水塩を主
成分とする蓄熱材組成物中に、上記２種の核剤構
成々分を一定量ずつ含有させたところに特徴があ
るが、該組成物中には必要に応じて増粘剤や凝固
点調整剤等を適量含有させることもできる。即ち
増粘剤とは使用状態における融解液に適度の粘性
を与え、特に核剤の沈降を防止して過冷却抑制効
果を安定して発揮させる機能を有するもので、例
えばグリセリン、エチレングリコール、カルボキ
シメチルセルロース等が使用される。また凝固点
調整剤とは蓄熱材組成物の凝固点を調整して凝固
−融解の潜熱発現温度をコントロールする為に配
合されるもので、例えば塩化鉄６水塩、塩化銅２
水塩、塩化マグネシウム６水塩、塩化コバルト６
水塩の様な公知のあらゆる凝固点調整剤、或は本
発明者等によつて見出された硝酸カルシウム４水
塩や塩化亜鉛等のすべてが使用可能である。 ［実施例］ まず核剤として硫化バリウム及び塩化バリウム
２水塩を夫々単独で含有させた場合の過冷却抑制
効果を第１，２図に示す。尚実験に当たつては、
塩化カルシウム６水塩に0.001〜10％の硫化バリ
ウム又は塩化バリウム２水塩を含有させ、各蓄熱
材組成物を用いて融解−凝固を繰り返したときの
過冷却度（第８図参照）を調べた。
蓄熱材組成物において、適量の硫化バリウムと塩
化バリウム２水塩を過冷却防止用の核剤として添
加し、それにより過冷却を実質的に回避する技術
に関するものである。 ［従来の技術］ 塩化カルシウム６水塩は水和物特有の大きな凝
固−融解潜熱を有し、且つ約30℃という常温付近
の凝固点を有しているところから、施設園芸や栽
培用の温室、住宅暖房或はケミカルヒートポンプ
等に幅広く実用化されはじめている。しかしこの
化合物は顕著な過冷却現象を生ずるという大きな
問題があり、実用化の障害となつている。即ち過
冷却現象とは、液相物質が冷却されていく過程に
おいて凝固点を過ぎても液相から固相への変化が
起こらず、凝固点をかなり下回つてからはじめて
凝固を開始するという現象であるから、凝固潜熱
を発生すべき温度、即ち凝固点から不特定とな
り、特定温度領域を保持せしめる為の潜熱材とし
ては致命的な欠陥となる。こうした問題を解消す
る為、塩化カルシウム６水塩にその結晶化を促進
する核剤を添加して過冷却を防止する技術が提案
され（例えば特公昭55−32749号や同56−9959号
等）、実用化が急速に進められている。この様な
核剤としては、塩化ストロンチウム６水塩、水酸
化ストロンチウム８水塩、酸化ストロンチウム、
水酸化バリウム８水塩、炭酸バリウム、硝酸バリ
ウム等、多くの物質が知られており、これらを全
蓄熱材組成物中に0.1〜20重量％程度含有させる
ことによつて、塩化カルシウム６水塩の過冷却現
象を大幅に抑制することができる。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし本発明者等が種々の核剤を対象としてそ
の効果を追試したところによると、何れの核剤を
使用した場合でも３〜４℃程度の過冷却は回避す
ることができず、しかも核剤を20重量％以上含有
させてもそれ以上の効果を期待することはできな
いことが確認された。本発明はこうした状況のも
とで、従来の核剤よりも優れた過冷却防止効果を
発揮する核剤を検索することにより、蓄熱材の性
能を一段と高めようとするものである。 ［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る蓄熱材組成物の構成は、塩化カル
シウム６水塩を主成分とする蓄熱材組成物中に、
過冷却防止用の核剤として硫化バリウム：0.001
〜５％（全蓄熱材組成物中の重量％：以下同じ）
及び塩化バリウム２水塩：0.05〜５％を含有させ
てなるところに要旨を有するものである。 ［作用］ 実質的に塩化カルシウム６水塩のみからなる蓄
熱材組成物を溶融状態から降温していくと、その
凝固点である約29.5℃を通りすぎても凝固せず、
第８図の実線で示す如く例えば約20℃に達したと
きに凝固が急激に始まる。但しこうした過冷却の
程度は降温速度や融解液の撹乱状況等によつて著
しく変化するので潜熱発生温度を特定することが
できず、利用温度に応じた温度制御は不正確とな
らざるを得ない。これに対し過冷却防止用の核剤
として例えば塩化ストロンチウム６水塩を５重量
％程度含有させると、第８図に破線で示す如く過
冷却現象は大幅に緩和され３〜４℃程度に抑えら
れる。公知の核剤によるこうした過冷却抑制効果
は、その種類によつて最適含有率が若干相違する
ものの完全なものとは言えず、過冷却を実質上許
容される範囲に抑えることができているという訳
ではない。 ところが本発明者等が種々の化合物について実
験を重ねるうち、硫化バリウムと塩化バリウム２
水塩を一定量ずつ併用すれば、過冷却現象を極め
て効果的に抑制し得ることが確認された。そして
後記実施例でも明らかにする如く、塩化カルシウ
ム６水塩を主成分とする蓄熱材組成物中に0.001
〜５％の硫化バリウムと0.05〜５％の塩化バリウ
ム２水塩を併存させてやれば、過冷却を２℃以下
に抑制し得ることが明らかとなつた。ここで硫化
バリウム又は塩化バリウム２水塩の量が下限値未
満では両者併用による相乗的な過冷却抑制効果を
期待することができず、単独使用による不十分な
過冷却抑制効果（過冷却温度でせいぜい５〜６℃
程度）が得られるにすぎない。一方上記両成分の
含有率が上限値を超えると、凝固しない場合が生
じたり或は凝固潜熱量が大幅に減少し蓄熱材とし
ての性能及び安定性が劣悪になる。硫化バリウム
及び塩化バリウム２水塩のより好ましい含有率は
前者0.1〜３％、後者0.1〜３％の範囲である。 この様に本発明では塩化カルシウム６水塩を主
成分とする蓄熱材組成物中に、上記２種の核剤構
成々分を一定量ずつ含有させたところに特徴があ
るが、該組成物中には必要に応じて増粘剤や凝固
点調整剤等を適量含有させることもできる。即ち
増粘剤とは使用状態における融解液に適度の粘性
を与え、特に核剤の沈降を防止して過冷却抑制効
果を安定して発揮させる機能を有するもので、例
えばグリセリン、エチレングリコール、カルボキ
シメチルセルロース等が使用される。また凝固点
調整剤とは蓄熱材組成物の凝固点を調整して凝固
−融解の潜熱発現温度をコントロールする為に配
合されるもので、例えば塩化鉄６水塩、塩化銅２
水塩、塩化マグネシウム６水塩、塩化コバルト６
水塩の様な公知のあらゆる凝固点調整剤、或は本
発明者等によつて見出された硝酸カルシウム４水
塩や塩化亜鉛等のすべてが使用可能である。 ［実施例］ まず核剤として硫化バリウム及び塩化バリウム
２水塩を夫々単独で含有させた場合の過冷却抑制
効果を第１，２図に示す。尚実験に当たつては、
塩化カルシウム６水塩に0.001〜10％の硫化バリ
ウム又は塩化バリウム２水塩を含有させ、各蓄熱
材組成物を用いて融解−凝固を繰り返したときの
過冷却度（第８図参照）を調べた。
【表】
【表】
第１，２図からも明らかな様にBaSやBaCl2・
2H2Oを夫々単独で核剤として使用したのでは満
足な過冷却防止効果を得ることはできない。尚上
記実験例においてNo.６及び11は核剤の量が多過ぎ
る為、本来の凝固温度では全く凝固せず蓄熱材と
して使用できなかつた。 次に核剤として硫化バリウムと塩化バリウム２
水塩を適量ずつ併用した場合の過冷却抑制効果を
調べた。即ち第３表に示す如く硫化バリウム及び
塩化バリウム２水塩の量を種々変えた蓄熱材組成
物を調製し、融解−凝固を繰返したときの過冷却
度を調べた。
2H2Oを夫々単独で核剤として使用したのでは満
足な過冷却防止効果を得ることはできない。尚上
記実験例においてNo.６及び11は核剤の量が多過ぎ
る為、本来の凝固温度では全く凝固せず蓄熱材と
して使用できなかつた。 次に核剤として硫化バリウムと塩化バリウム２
水塩を適量ずつ併用した場合の過冷却抑制効果を
調べた。即ち第３表に示す如く硫化バリウム及び
塩化バリウム２水塩の量を種々変えた蓄熱材組成
物を調製し、融解−凝固を繰返したときの過冷却
度を調べた。
【表】
【表】
結果を第３〜７図に示す。尚図中の符号は第３
表の実験No.に対応させている。 これらの実験の結果次の様に考えることができ
る。 (1) 硫化バリウム量が0.001％未満であるときは、
塩化バリウム２水塩の含有率が適正範囲にある
場合でも十分な過冷却抑制効果を得ることがで
きない。一方硫化バリウム量が５％を超える場
合は、凝固しないときがあり（実験No.21、26、
31、36）、また凝固した場合でも凝固潜熱量が
低減し蓄熱材としての性能が著しく低下する。 (2) 塩化バリウム２水塩の含有率が0.05％未満で
あるときにしてもやはり硫化バリウムとの相乗
的な過冷却抑制効果は発揮されず、何れの場合
も２〜３℃を超える過冷却度を示している。ま
た塩化バリウム２水塩量が５％を超える場合
も、硫化バリウム量が多過ぎる場合と同様に凝
固しないことがあり、また凝固した場合でも凝
固潜熱量が著しく低下することが確認された。 (3) これに対し硫化バリウム及び塩化バリウム２
水塩を共に適量含有させると、両者の過冷却抑
制効果が相乗的に発揮され、何れの場合も過冷
却度を２℃以下に抑えることができる。 塩化カルシウム６水塩を主成分とする蓄熱材組
成物に与える硫化バリウム及び塩化バリウム２水
塩の相乗的な過冷却抑制効果は上記の通りである
が、蓄熱材として実用化するに当たつては適量の
増粘剤や凝固点調整剤を併用するのが通例である
ので、以下これらの副成分を含む代表的な蓄熱材
組成の幾つかを例示すると共に、各組成物の凝固
点及び過冷却度（10回繰り返した場合の平均値）
を併記する。 (A) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（ZnCl2）：10％ 核剤（BaS）：0.1％ （BaCl2・6H2O）：0.8％ 増粘剤（グリセリン）：３％ 凝固点：20℃、過冷却度：1.2℃ (B) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（NaBr）：10％ 核剤（BaS）：0.01％ （CaCl2・6H2O）：１％ 増粘剤（微粉末シリカ：SiO2）：３％ 凝固点：24℃、過冷却度：0.7℃ (C) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（NH4Br）：10％ 核剤（BaS）：0.001％ （BaCl2・2H2O）：0.8％ 増粘剤（CMC）：３％ 凝固点：18℃、過冷却度：1.1℃ (D) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（KBr）：20％ 核剤（BaS）：0.01％ （BaCl2・2H2O）：0.5％ 増粘剤（微粉末シリカ）：2.5％ 凝固点：15℃、過冷却度：0.6℃ (E) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（CaBr2・6H2O）：14％ 核剤（BaS）：0.001％ （BaCl2・2H2O）：２％ 増粘剤（グリセリン）：３％ 凝固点：19℃、過冷却度：1.5℃ ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されるが、要は核剤と
して適量の硫化バリウムと塩化バリウム２水塩を
併用することによつて、塩化カルシウム６水塩を
主成分とする蓄熱材組成物の過冷却度を2.0℃以
下に抑えることができ、潜熱利用温度をより正確
にコントロールし得ることになつた。
表の実験No.に対応させている。 これらの実験の結果次の様に考えることができ
る。 (1) 硫化バリウム量が0.001％未満であるときは、
塩化バリウム２水塩の含有率が適正範囲にある
場合でも十分な過冷却抑制効果を得ることがで
きない。一方硫化バリウム量が５％を超える場
合は、凝固しないときがあり（実験No.21、26、
31、36）、また凝固した場合でも凝固潜熱量が
低減し蓄熱材としての性能が著しく低下する。 (2) 塩化バリウム２水塩の含有率が0.05％未満で
あるときにしてもやはり硫化バリウムとの相乗
的な過冷却抑制効果は発揮されず、何れの場合
も２〜３℃を超える過冷却度を示している。ま
た塩化バリウム２水塩量が５％を超える場合
も、硫化バリウム量が多過ぎる場合と同様に凝
固しないことがあり、また凝固した場合でも凝
固潜熱量が著しく低下することが確認された。 (3) これに対し硫化バリウム及び塩化バリウム２
水塩を共に適量含有させると、両者の過冷却抑
制効果が相乗的に発揮され、何れの場合も過冷
却度を２℃以下に抑えることができる。 塩化カルシウム６水塩を主成分とする蓄熱材組
成物に与える硫化バリウム及び塩化バリウム２水
塩の相乗的な過冷却抑制効果は上記の通りである
が、蓄熱材として実用化するに当たつては適量の
増粘剤や凝固点調整剤を併用するのが通例である
ので、以下これらの副成分を含む代表的な蓄熱材
組成の幾つかを例示すると共に、各組成物の凝固
点及び過冷却度（10回繰り返した場合の平均値）
を併記する。 (A) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（ZnCl2）：10％ 核剤（BaS）：0.1％ （BaCl2・6H2O）：0.8％ 増粘剤（グリセリン）：３％ 凝固点：20℃、過冷却度：1.2℃ (B) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（NaBr）：10％ 核剤（BaS）：0.01％ （CaCl2・6H2O）：１％ 増粘剤（微粉末シリカ：SiO2）：３％ 凝固点：24℃、過冷却度：0.7℃ (C) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（NH4Br）：10％ 核剤（BaS）：0.001％ （BaCl2・2H2O）：0.8％ 増粘剤（CMC）：３％ 凝固点：18℃、過冷却度：1.1℃ (D) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（KBr）：20％ 核剤（BaS）：0.01％ （BaCl2・2H2O）：0.5％ 増粘剤（微粉末シリカ）：2.5％ 凝固点：15℃、過冷却度：0.6℃ (E) 主成分（CaCl2・6H2O）：残部 凝固点調整剤（CaBr2・6H2O）：14％ 核剤（BaS）：0.001％ （BaCl2・2H2O）：２％ 増粘剤（グリセリン）：３％ 凝固点：19℃、過冷却度：1.5℃ ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されるが、要は核剤と
して適量の硫化バリウムと塩化バリウム２水塩を
併用することによつて、塩化カルシウム６水塩を
主成分とする蓄熱材組成物の過冷却度を2.0℃以
下に抑えることができ、潜熱利用温度をより正確
にコントロールし得ることになつた。
第１〜７図は実施例で得た蓄熱材組成物の過冷
却度を示すグラフ、第８図は蓄熱材組成物の過冷
却曲線を例示するグラフである。
却度を示すグラフ、第８図は蓄熱材組成物の過冷
却曲線を例示するグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 塩化カルシウム６水塩を主成分とする蓄熱材
組成物において、過冷却防止用の核剤として 硫化バリウム：0.001〜５重量％（全蓄熱材組
成物中の含有率：以下同じ） 塩化バリウム２水塩：0.05〜５重量％ を含有させてなることを特徴とする蓄熱材組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2748985A JPS61185583A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 蓄熱材組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2748985A JPS61185583A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 蓄熱材組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61185583A JPS61185583A (ja) | 1986-08-19 |
| JPH0524954B2 true JPH0524954B2 (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=12222543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2748985A Granted JPS61185583A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 蓄熱材組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61185583A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020196818A (ja) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 矢崎総業株式会社 | 蓄熱材組成物及び建築物の冷暖房用の蓄熱システム |
| JP2020196819A (ja) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 矢崎総業株式会社 | 蓄熱材組成物及び建築物の冷暖房用の蓄熱システム |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP2748985A patent/JPS61185583A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61185583A (ja) | 1986-08-19 |
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