JPH0525471A - 蓄熱用媒体 - Google Patents
蓄熱用媒体Info
- Publication number
- JPH0525471A JPH0525471A JP3179909A JP17990991A JPH0525471A JP H0525471 A JPH0525471 A JP H0525471A JP 3179909 A JP3179909 A JP 3179909A JP 17990991 A JP17990991 A JP 17990991A JP H0525471 A JPH0525471 A JP H0525471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- heat storage
- phase
- dispersed
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄熱した時、放熱した時のいずれであっても
全体的に液状であって、これにより、搬送可能で高効率
の熱交換が可能な蓄熱搬送システムなどに用いることが
できる蓄熱用媒体を提供する。 【構成】 そのような蓄熱用媒体は、液体中に、この液
体には不溶で同液体よりも高い融点を持つ相変化材料が
分散されているとともに前記液体よりも熱伝導度の高い
微粒子が分散されているものである。
全体的に液状であって、これにより、搬送可能で高効率
の熱交換が可能な蓄熱搬送システムなどに用いることが
できる蓄熱用媒体を提供する。 【構成】 そのような蓄熱用媒体は、液体中に、この液
体には不溶で同液体よりも高い融点を持つ相変化材料が
分散されているとともに前記液体よりも熱伝導度の高い
微粒子が分散されているものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、相変化にともなって
発生する潜熱を利用した潜熱蓄熱材（以下、「Ｐ．Ｃ．
Ｍ．」と称する）を用いて、蓄熱または熱搬送するシス
テムの熱媒体に関するものである。
発生する潜熱を利用した潜熱蓄熱材（以下、「Ｐ．Ｃ．
Ｍ．」と称する）を用いて、蓄熱または熱搬送するシス
テムの熱媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｐ．Ｃ．Ｍ．は、放熱または吸熱の温度
が一定しており、蓄熱密度が大きいという特徴を持って
いる。このＰ．Ｃ．Ｍ．の使用形態としては、容器に封
入して用いるのが一般的であるが、カプセル化したり、
マトリックス中に分散させ固定したり、あるいは、連続
相にＰ．Ｃ．Ｍ．を分散させることが近年盛んに研究さ
れている。
が一定しており、蓄熱密度が大きいという特徴を持って
いる。このＰ．Ｃ．Ｍ．の使用形態としては、容器に封
入して用いるのが一般的であるが、カプセル化したり、
マトリックス中に分散させ固定したり、あるいは、連続
相にＰ．Ｃ．Ｍ．を分散させることが近年盛んに研究さ
れている。
【０００３】Ｐ．Ｃ．Ｍ．を容器に封入したものの例と
しては、たとえば、パイプ・システムズ・インコーポレ
ーテッド（Pipe Systems Inc.)製の潜熱蓄熱体ロッド
（サーモル(Thermol) １８１）がある。これは、水和塩
ＣａＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏが、高密度ポリエチレン製の円筒
容器（φ１０cm、１．８ｍ）に封入されたものである。
カプセル化したものの例としては、Ｐ．Ｃ．Ｍ．をオリ
フィス法により被覆したもの（特開昭６２−１４５２号
公報参照）などが、また、マトリックス中に分散させ固
定したものの例として、架橋ポリエチレン樹脂ペレット
にＰ．Ｃ．Ｍ．を膨潤させて固定化したもの（特開昭６
２−１８７７８２号公報参照）などが提案されている。
しては、たとえば、パイプ・システムズ・インコーポレ
ーテッド（Pipe Systems Inc.)製の潜熱蓄熱体ロッド
（サーモル(Thermol) １８１）がある。これは、水和塩
ＣａＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏが、高密度ポリエチレン製の円筒
容器（φ１０cm、１．８ｍ）に封入されたものである。
カプセル化したものの例としては、Ｐ．Ｃ．Ｍ．をオリ
フィス法により被覆したもの（特開昭６２−１４５２号
公報参照）などが、また、マトリックス中に分散させ固
定したものの例として、架橋ポリエチレン樹脂ペレット
にＰ．Ｃ．Ｍ．を膨潤させて固定化したもの（特開昭６
２−１８７７８２号公報参照）などが提案されている。
【０００４】あるいは、連続相中にＰ．Ｃ．Ｍ．を分散
したものの例としては、水とエチレングリコールなどの
混合物を攪拌装置などで攪拌しながら冷却することによ
りリキッドアイスと呼ばれるシャーベット状の氷を生成
する氷蓄熱方式（米国特許第４６６９２７７号）のよう
なものもある。
したものの例としては、水とエチレングリコールなどの
混合物を攪拌装置などで攪拌しながら冷却することによ
りリキッドアイスと呼ばれるシャーベット状の氷を生成
する氷蓄熱方式（米国特許第４６６９２７７号）のよう
なものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】蓄熱槽のようにひとと
ころで蓄熱するというやり方ではなく、Ｐ．Ｃ．Ｍ．を
直接輸送して高密度にエネルギー搬送を可能にしようと
した場合、上述したようなものでは以下に述べるような
問題点を有している。すなわち、カプセル化したものに
おいては、カプセル材が形成する表裏面２面にできる境
界層により、さほど伝熱効率は良くなくなり搬送メリッ
トがなくなるという欠点を持っている。あるいは、連続
相の熱伝導度が大きくないため、カプセルが保有してい
る熱量を効率良く伝えられないといった欠点も持ち合わ
せている。
ころで蓄熱するというやり方ではなく、Ｐ．Ｃ．Ｍ．を
直接輸送して高密度にエネルギー搬送を可能にしようと
した場合、上述したようなものでは以下に述べるような
問題点を有している。すなわち、カプセル化したものに
おいては、カプセル材が形成する表裏面２面にできる境
界層により、さほど伝熱効率は良くなくなり搬送メリッ
トがなくなるという欠点を持っている。あるいは、連続
相の熱伝導度が大きくないため、カプセルが保有してい
る熱量を効率良く伝えられないといった欠点も持ち合わ
せている。
【０００６】また、リキッドアイスにおいては、シャー
ベット状の氷は前述の固体界面がなく、伝熱効率は良い
が、エチレングリコールなどの凝集防止界面があるとは
言うものの、どうしても氷同士が合体して氷塊となり易
く、搬送することができなかった。そこで、この発明
は、蓄熱した時、放熱した時のいずれであっても全体的
に液状であって、これにより、搬送可能で高効率の熱交
換が可能な蓄熱搬送システムなどに用いることができる
蓄熱用媒体を提供することを課題とする。
ベット状の氷は前述の固体界面がなく、伝熱効率は良い
が、エチレングリコールなどの凝集防止界面があるとは
言うものの、どうしても氷同士が合体して氷塊となり易
く、搬送することができなかった。そこで、この発明
は、蓄熱した時、放熱した時のいずれであっても全体的
に液状であって、これにより、搬送可能で高効率の熱交
換が可能な蓄熱搬送システムなどに用いることができる
蓄熱用媒体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、液体中に、この液体には不溶で同液体
よりも高い融点を持つ相変化材料が分散されているとと
もに前記液体よりも熱伝導度の高い微粒子が分散されて
いる蓄熱用媒体を提供する。この発明において、連続相
に用いる物質としては、たとえば、エチレングリコール
水溶液、プロピレングリコール水溶液などの水溶液、ま
たは、（単なる）水などの液体であるが、これらに限定
するものではない。
に、この発明は、液体中に、この液体には不溶で同液体
よりも高い融点を持つ相変化材料が分散されているとと
もに前記液体よりも熱伝導度の高い微粒子が分散されて
いる蓄熱用媒体を提供する。この発明において、連続相
に用いる物質としては、たとえば、エチレングリコール
水溶液、プロピレングリコール水溶液などの水溶液、ま
たは、（単なる）水などの液体であるが、これらに限定
するものではない。
【０００８】連続相中の分散相に用いる物質としては、
連続相の液体には不溶で同液体よりも高い融点（または
凝固点）を持つ相変化材料（潜熱蓄熱材）が挙げられ、
好ましくは、連続相の液体の沸点よりも低い融点を持
ち、連続相の液体により反応することのない結晶性化合
物である。このような相変化材料としては、たとえば、
パラフィン、油脂、オレフィンなどであるが、これらに
限定するものではない。
連続相の液体には不溶で同液体よりも高い融点（または
凝固点）を持つ相変化材料（潜熱蓄熱材）が挙げられ、
好ましくは、連続相の液体の沸点よりも低い融点を持
ち、連続相の液体により反応することのない結晶性化合
物である。このような相変化材料としては、たとえば、
パラフィン、油脂、オレフィンなどであるが、これらに
限定するものではない。
【０００９】連続相に分散される、連続相の液体よりも
熱伝導度の高い微粒子は、同液体と上記相変化材料と溶
解したり反応したりすることのないものが好ましくは、
たとえば、鉄粉、カーボンなどの金属粉、あるいは、ポ
リアセチレン、ポリフェニレン等の導電性ポリマーなど
である。この発明の蓄熱用媒体では、連続相、相変化材
料の分散相、高熱伝導度を持つ微粒子の各比率は特に制
限はないが、たとえば、連続相５０重量％以下、分散相
５０重量％以下、微粒子数重量％以下（ただし、これら
全部の合計は１００重量％である）とされる。連続相の
比率が低すぎると粘度が高くなりすぎて搬送が困難にな
ることがあり、高すぎると蓄熱体が希薄になりすぎて蓄
熱性能の面で低下のおそれがある。分散相の比率が低す
ぎると蓄熱体が希薄になりすぎて蓄熱性能の面で低下の
おそれがあり、高すぎると粘度が高くなりすぎて搬送が
困難になることがある。
熱伝導度の高い微粒子は、同液体と上記相変化材料と溶
解したり反応したりすることのないものが好ましくは、
たとえば、鉄粉、カーボンなどの金属粉、あるいは、ポ
リアセチレン、ポリフェニレン等の導電性ポリマーなど
である。この発明の蓄熱用媒体では、連続相、相変化材
料の分散相、高熱伝導度を持つ微粒子の各比率は特に制
限はないが、たとえば、連続相５０重量％以下、分散相
５０重量％以下、微粒子数重量％以下（ただし、これら
全部の合計は１００重量％である）とされる。連続相の
比率が低すぎると粘度が高くなりすぎて搬送が困難にな
ることがあり、高すぎると蓄熱体が希薄になりすぎて蓄
熱性能の面で低下のおそれがある。分散相の比率が低す
ぎると蓄熱体が希薄になりすぎて蓄熱性能の面で低下の
おそれがあり、高すぎると粘度が高くなりすぎて搬送が
困難になることがある。
【００１０】分散相の相変化材料や微粒子は、一般にエ
マルションと呼ばれる範囲が好ましく、たとえば、その
平均粒径が０．２〜５０μｍの範囲となるようにして用
いられるが、この範囲の粒径に限定されるわけではな
い。分散相や微粒子の分散のために、必要に応じて乳化
剤などの界面活性剤を利用することができる。この発明
の蓄熱用媒体は、エマルションまたはサスペンションと
して用いられる。
マルションと呼ばれる範囲が好ましく、たとえば、その
平均粒径が０．２〜５０μｍの範囲となるようにして用
いられるが、この範囲の粒径に限定されるわけではな
い。分散相や微粒子の分散のために、必要に応じて乳化
剤などの界面活性剤を利用することができる。この発明
の蓄熱用媒体は、エマルションまたはサスペンションと
して用いられる。
【００１１】
【作用】連続相となる液体中にこの液体よりも高熱伝導
度の微粒子が分散されているので、高効率に熱交換が可
能である。連続相中に分散相として相変化材料が含まれ
ているので、蓄熱（蓄冷も含む）が可能である上、蓄熱
可能な流体としての取り扱い性が利用できる。たとえ
ば、この蓄熱用媒体を、分散相の相変化材料の融点（凝
固点）以下の温度にした場合、分散相は固化した状態で
液体の状態で存在する連続相の中に分散したまま存在す
ることができる。また、分散相の相変化材料の融点（凝
固点）以上の温度にした場合、分散相は液化した状態で
液体の状態で存在する連続相の中に分散したまま存在す
ることができる。
度の微粒子が分散されているので、高効率に熱交換が可
能である。連続相中に分散相として相変化材料が含まれ
ているので、蓄熱（蓄冷も含む）が可能である上、蓄熱
可能な流体としての取り扱い性が利用できる。たとえ
ば、この蓄熱用媒体を、分散相の相変化材料の融点（凝
固点）以下の温度にした場合、分散相は固化した状態で
液体の状態で存在する連続相の中に分散したまま存在す
ることができる。また、分散相の相変化材料の融点（凝
固点）以上の温度にした場合、分散相は液化した状態で
液体の状態で存在する連続相の中に分散したまま存在す
ることができる。
【００１２】上記分散相から熱を取得する際、あるい
は、それに熱を与える際、該分散相とは異なる種類の高
熱伝導度の微粒子の働きによって、その熱移動が頗る円
滑に行く。このため、この発明の蓄熱用媒体は、たとえ
ば、熱搬送（対流も含む）システムなどの装置の蓄熱搬
送システム用媒体として用いることができる。
は、それに熱を与える際、該分散相とは異なる種類の高
熱伝導度の微粒子の働きによって、その熱移動が頗る円
滑に行く。このため、この発明の蓄熱用媒体は、たとえ
ば、熱搬送（対流も含む）システムなどの装置の蓄熱搬
送システム用媒体として用いることができる。
【００１３】
【実施例】以下に、この発明の具体的な実施例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。 −実施例− 連続相に水を使用し、分散相にパラフィン（ここでは、
テトラデカン：融点５．５℃）を用いたものを挙げる。
この蓄熱用媒体は、搬送可能なエマルションの１例であ
る。
が、この発明は下記実施例に限定されない。 −実施例− 連続相に水を使用し、分散相にパラフィン（ここでは、
テトラデカン：融点５．５℃）を用いたものを挙げる。
この蓄熱用媒体は、搬送可能なエマルションの１例であ
る。
【００１４】エマルションをパラフィンの融点以下で０
℃以上の状態にした場合、連続相である水は融点以上の
状態をしているので液体として存在する。また、分散相
であるパラフィンの方は融点以下となるので固化し、分
散相がパラフィンの固体微粒子で、連続相が液相のサス
ペンションとなる。このサスペンションは、搬送が容易
である。また、パラフィンの融点以上の場合は、連続相
中にパラフィン微粒子液相が分散しており、これの搬送
も容易である。なお、分散の際、搬送熱量、熱交換温度
差、必要熱交換時間などにより、分散相を０．２〜５０
μｍの範囲で最適な径に可変となる（変えることができ
る）、熱搬送システム用媒体である。
℃以上の状態にした場合、連続相である水は融点以上の
状態をしているので液体として存在する。また、分散相
であるパラフィンの方は融点以下となるので固化し、分
散相がパラフィンの固体微粒子で、連続相が液相のサス
ペンションとなる。このサスペンションは、搬送が容易
である。また、パラフィンの融点以上の場合は、連続相
中にパラフィン微粒子液相が分散しており、これの搬送
も容易である。なお、分散の際、搬送熱量、熱交換温度
差、必要熱交換時間などにより、分散相を０．２〜５０
μｍの範囲で最適な径に可変となる（変えることができ
る）、熱搬送システム用媒体である。
【００１５】なお、一般的に、分散相が液相の時、つま
りエマルションの状態の時には、自然凝集の可能性があ
るが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど
の増粘剤等を溶解させることでその増粘効果（粘ちょう
性を上げる効果）により、分散相の凝集を防ぐことがで
きる。連続相が水または水溶液である場合、増粘剤は水
溶性のものが好ましい。
りエマルションの状態の時には、自然凝集の可能性があ
るが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど
の増粘剤等を溶解させることでその増粘効果（粘ちょう
性を上げる効果）により、分散相の凝集を防ぐことがで
きる。連続相が水または水溶液である場合、増粘剤は水
溶性のものが好ましい。
【００１６】また、上記分散相から熱を取得する際、あ
るいは、熱を与える際、該パラフィンの分散相とは異な
る種類の高熱伝導度の分散相として径が０．２〜５０μ
ｍの範囲の鉄粉を分散させることで、その熱移動が頗る
円滑に行く。この実施例では、たとえば、連続相を５０
重量部、分散相のパラフィンを４５重量部、微粒子の鉄
粉を５重量部の割合でエマルションとしてこの発明の蓄
熱用媒体が得られる。
るいは、熱を与える際、該パラフィンの分散相とは異な
る種類の高熱伝導度の分散相として径が０．２〜５０μ
ｍの範囲の鉄粉を分散させることで、その熱移動が頗る
円滑に行く。この実施例では、たとえば、連続相を５０
重量部、分散相のパラフィンを４５重量部、微粒子の鉄
粉を５重量部の割合でエマルションとしてこの発明の蓄
熱用媒体が得られる。
【００１７】
【発明の効果】この発明の蓄熱用媒体は、液体からなる
連続相に、この連続相の液体よりも高い融点を持ち連続
相に溶解しない相変化材料からなる分散相が分散されて
いるとともに熱伝導度の高い物質からなる微粒子が分散
されてなっている。このため、相変化材料からなる分散
相の固体−液体の相変化による潜熱が高効率で放出され
たり吸収されたりする。
連続相に、この連続相の液体よりも高い融点を持ち連続
相に溶解しない相変化材料からなる分散相が分散されて
いるとともに熱伝導度の高い物質からなる微粒子が分散
されてなっている。このため、相変化材料からなる分散
相の固体−液体の相変化による潜熱が高効率で放出され
たり吸収されたりする。
【００１８】この蓄熱用媒体は、全体的に流体であるの
で、搬送が可能となり、これを用いると高い伝熱効率の
システムが得られる。
で、搬送が可能となり、これを用いると高い伝熱効率の
システムが得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】 液体中に、この液体には不溶で同液体よ
りも高い融点を持つ相変化材料が分散されているととも
に前記液体よりも熱伝導度の高い微粒子が分散されてい
る蓄熱用媒体。 - 【請求項２】 液体が増粘剤を含んでいて、増粘されて
いる請求項１記載の蓄熱用媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3179909A JPH0525471A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 蓄熱用媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3179909A JPH0525471A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 蓄熱用媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525471A true JPH0525471A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16074036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3179909A Pending JPH0525471A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 蓄熱用媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0525471A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004501269A (ja) * | 2000-06-19 | 2004-01-15 | テキサコ ディベラップメント コーポレイション | ナノ粒子とカルボン酸塩を含んだ熱伝達流体 |
| JP2006016573A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Honda Motor Co Ltd | マイクロカプセル及び熱輸送流体 |
| JP2010132841A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Denso Corp | 熱輸送流体、熱輸送装置および熱輸送方法 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP3179909A patent/JPH0525471A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004501269A (ja) * | 2000-06-19 | 2004-01-15 | テキサコ ディベラップメント コーポレイション | ナノ粒子とカルボン酸塩を含んだ熱伝達流体 |
| JP2006016573A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Honda Motor Co Ltd | マイクロカプセル及び熱輸送流体 |
| JP2010132841A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Denso Corp | 熱輸送流体、熱輸送装置および熱輸送方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3751028B2 (ja) | 蓄熱材用マイクロカプセル | |
| Alehosseini et al. | Nanoencapsulation of phase change materials (PCMs) and their applications in various fields for energy storage and management | |
| US20060199011A1 (en) | Use of aqueous microcapsule dispersions as heat transfer liquids | |
| CN106701032B (zh) | 一种复合相变蓄热材料、微胶囊及其制备方法 | |
| CN105219352B (zh) | 一种相变储能复合微胶囊及制备方法 | |
| Elarem et al. | Experimental investigations on thermophysical properties of nano-enhanced phase change materials for thermal energy storage applications | |
| JP2006016573A (ja) | マイクロカプセル及び熱輸送流体 | |
| JP2988765B2 (ja) | 蓄冷材 | |
| Sheikh et al. | A review on micro-encapsulated phase change materials (EPCM) used for thermal management and energy storage systems: Fundamentals, materials, synthesis and applications | |
| JPH0525471A (ja) | 蓄熱用媒体 | |
| KR20030018155A (ko) | 에멀젼법을 이용한 상전이물질의 마이크로캡슐화 방법 | |
| KR100263361B1 (ko) | 마이크로캡슐화한 액상 잠열물질, 그 제조방법 및 이를 이용한 열 수송방법 | |
| CN110360865A (zh) | 一种翅片式组合相变材料蓄热球 | |
| JPH06185762A (ja) | 冷却または加熱方法 | |
| JP3739114B2 (ja) | 蓄熱材及び蓄熱材分散液 | |
| JPH0439380A (ja) | 蓄放熱方法 | |
| JPH05215369A (ja) | 潜熱利用の冷却または加熱方法 | |
| Yeşilyurt et al. | Materials and Selection Thereof for Encapsulated Phase Change Materials for Heat Transfer Applications | |
| JPH11152466A (ja) | 蓄熱材マイクロカプセル | |
| JPH04356582A (ja) | 熱搬送システム用熱媒体 | |
| JPH03281593A (ja) | 含水蓄冷材及びその蓄冷方法 | |
| JPH04222894A (ja) | 熱搬送システム用媒体 | |
| JPH069950A (ja) | 熱搬送システム用媒体 | |
| JP3059558B2 (ja) | 蓄熱材用マイクロカプセル分散液 | |
| Kaushik et al. | Solar Energy Storage Systems |