JPH101663A - 蓄熱材組成物 - Google Patents
蓄熱材組成物Info
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- JPH101663A JPH101663A JP8155173A JP15517396A JPH101663A JP H101663 A JPH101663 A JP H101663A JP 8155173 A JP8155173 A JP 8155173A JP 15517396 A JP15517396 A JP 15517396A JP H101663 A JPH101663 A JP H101663A
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- heat
- material composition
- heat storage
- regenerative material
- pentaerythritol
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エリスリトールの高い蓄熱量を維持しながら
過冷却現象を緩和した蓄熱材組成物を提供する。 【解決手段】 ペンタエリスリトールを０．０１〜６重
量％含有するエリスリトールを主成分とする蓄熱材組成
物。
過冷却現象を緩和した蓄熱材組成物を提供する。 【解決手段】 ペンタエリスリトールを０．０１〜６重
量％含有するエリスリトールを主成分とする蓄熱材組成
物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エリスリトールを
主成分とし、その融解潜熱を利用する蓄熱材組成物に関
する。
主成分とし、その融解潜熱を利用する蓄熱材組成物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】潜熱型蓄熱材（単に、「潜熱蓄熱材」と
もいう）は、顕熱型蓄熱材に比べて蓄熱密度が高く、相
変化温度が一定であるため、熱の取り出し温度が安定す
るなどの利点を活かして実用化されている。代表的な潜
熱蓄熱材として、氷、硫酸ナトリウム１０水塩、塩化カ
ルシウム６水塩および酢酸ナトリウム３水塩などがあ
る。これらの蓄熱材は比較的低温の相変化温度を有する
が、給湯やボイラーの廃熱利用及び太陽エネルギーを利
用するための蓄熱材としては相変化温度が９０〜１９０
℃のものが好ましい。従来、この温度範囲に相変化温度
を有する蓄熱材組成物としては、例えばエリスリトー
ル、マンニトール、ガラクチトールなどの糖アルコール
を用いることが提案されている（特開平５−３２９６３
号公報）。しかしながら、これらの糖アルコールを用い
た蓄熱材は高い蓄熱量、優れた熱安定性、無毒性などの
面はいいが、一旦融解した後再び凝固する際、融解温度
を下回っても結晶化しない過冷却現象が起こりやすいと
いう問題がある。前記公報においては、１０〜３０重量
％のペンタエリスリトールを添加することで過冷却現象
を緩和しているが、過冷却防止剤の添加量が多く蓄熱量
が低下するという問題がある。
もいう）は、顕熱型蓄熱材に比べて蓄熱密度が高く、相
変化温度が一定であるため、熱の取り出し温度が安定す
るなどの利点を活かして実用化されている。代表的な潜
熱蓄熱材として、氷、硫酸ナトリウム１０水塩、塩化カ
ルシウム６水塩および酢酸ナトリウム３水塩などがあ
る。これらの蓄熱材は比較的低温の相変化温度を有する
が、給湯やボイラーの廃熱利用及び太陽エネルギーを利
用するための蓄熱材としては相変化温度が９０〜１９０
℃のものが好ましい。従来、この温度範囲に相変化温度
を有する蓄熱材組成物としては、例えばエリスリトー
ル、マンニトール、ガラクチトールなどの糖アルコール
を用いることが提案されている（特開平５−３２９６３
号公報）。しかしながら、これらの糖アルコールを用い
た蓄熱材は高い蓄熱量、優れた熱安定性、無毒性などの
面はいいが、一旦融解した後再び凝固する際、融解温度
を下回っても結晶化しない過冷却現象が起こりやすいと
いう問題がある。前記公報においては、１０〜３０重量
％のペンタエリスリトールを添加することで過冷却現象
を緩和しているが、過冷却防止剤の添加量が多く蓄熱量
が低下するという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エリ
スリトールを蓄熱材として使用し、高い蓄熱量を維持し
ながら過冷却現象を緩和した蓄熱材組成物を提供するも
のである。
スリトールを蓄熱材として使用し、高い蓄熱量を維持し
ながら過冷却現象を緩和した蓄熱材組成物を提供するも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、鋭意検
討した結果、エリスリトールに特定量のペンタエリスル
トールを含有させることで、高い蓄熱量を維持したま
ま、過冷却現象を充分に緩和できることを見いだし、本
発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、ペンタエリス
リトールを０．０１〜６重量％含有するエリスリトール
を主成分とする蓄熱材組成物に存する。
討した結果、エリスリトールに特定量のペンタエリスル
トールを含有させることで、高い蓄熱量を維持したま
ま、過冷却現象を充分に緩和できることを見いだし、本
発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、ペンタエリス
リトールを０．０１〜６重量％含有するエリスリトール
を主成分とする蓄熱材組成物に存する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においては、ペンタエリスリトールを含有するエ
リスリトールを主成分とすることを特徴とする。ペンタ
エリスリトールの含有量は、エリスリトールとペンタエ
リスリトールの合計量に対して０．０１〜６重量％、好
ましくは０．１〜５重量％、更に好ましくは０．１〜３
重量％である。ペンタエリスリトールの含有量が６重量
％よりも多いと過冷却防止効果が減少し、また、蓄熱量
も減少するため好ましくない。
本発明においては、ペンタエリスリトールを含有するエ
リスリトールを主成分とすることを特徴とする。ペンタ
エリスリトールの含有量は、エリスリトールとペンタエ
リスリトールの合計量に対して０．０１〜６重量％、好
ましくは０．１〜５重量％、更に好ましくは０．１〜３
重量％である。ペンタエリスリトールの含有量が６重量
％よりも多いと過冷却防止効果が減少し、また、蓄熱量
も減少するため好ましくない。
【０００６】本発明の蓄熱材組成物は、ペンタエリスリ
トールを０．０１〜６重量％含有するエリスリトールを
主成分とすれば、公知の蓄熱材を含有しない実質的にエ
リスリトールとペンタエリスリトールからなっていて
も、ガラクチトールやマンニトールなどのペンタエリス
リトールおよびエリスリトール以外の糖アルコール、硫
酸ナトリウム１０水塩、塩化カルシウム６水塩、酢酸ナ
トリウム３水塩などの無機水和塩、塩化ナトリウム、塩
化カリウムなどの無機塩、パラフィン、ポリエチレング
リコール、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、架橋
ポリエチレン、グリセリンなどの有機物など、公知の蓄
熱材を含有していてもよい。公知の蓄熱材の配合量は、
蓄熱材組成物全体に対して通常５０重量％以下、好まし
くは３０重量％以下である。
トールを０．０１〜６重量％含有するエリスリトールを
主成分とすれば、公知の蓄熱材を含有しない実質的にエ
リスリトールとペンタエリスリトールからなっていて
も、ガラクチトールやマンニトールなどのペンタエリス
リトールおよびエリスリトール以外の糖アルコール、硫
酸ナトリウム１０水塩、塩化カルシウム６水塩、酢酸ナ
トリウム３水塩などの無機水和塩、塩化ナトリウム、塩
化カリウムなどの無機塩、パラフィン、ポリエチレング
リコール、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、架橋
ポリエチレン、グリセリンなどの有機物など、公知の蓄
熱材を含有していてもよい。公知の蓄熱材の配合量は、
蓄熱材組成物全体に対して通常５０重量％以下、好まし
くは３０重量％以下である。
【０００７】本発明の蓄熱材組成物は、エリスリトール
及びペンタエリスリトール以外に、水不溶吸水性樹脂、
カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、
アルギン酸カリウム、微粉シリカなどの増粘剤、フェノ
ール類、アミン類、ヒドロキシアミン類などの酸化防止
剤、クロム酸塩、ポリリン酸塩、亜硝酸ナトリウムなど
の金属腐食防止剤などの添加剤を添加してもよい。添加
剤の添加量は、蓄熱材組成物全体に対して通常１０重量
％以下、好ましくは５重量％以下である。
及びペンタエリスリトール以外に、水不溶吸水性樹脂、
カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、
アルギン酸カリウム、微粉シリカなどの増粘剤、フェノ
ール類、アミン類、ヒドロキシアミン類などの酸化防止
剤、クロム酸塩、ポリリン酸塩、亜硝酸ナトリウムなど
の金属腐食防止剤などの添加剤を添加してもよい。添加
剤の添加量は、蓄熱材組成物全体に対して通常１０重量
％以下、好ましくは５重量％以下である。
【０００８】本発明の蓄熱材組成物の融解潜熱量は、通
常８０ｃａｌ／ｇ以上、好ましくは８０〜９０ｃａｌ／
ｇである。融解潜熱量が８０ｃａｌ／ｇに満たないと十
分な蓄熱量を得るためには、大量の蓄熱材組成物が必要
となるので好ましくない。また、本発明の蓄熱材組成物
の結晶化開始温度は、通常１００℃以上、好ましくは１
００〜１２０℃である。
常８０ｃａｌ／ｇ以上、好ましくは８０〜９０ｃａｌ／
ｇである。融解潜熱量が８０ｃａｌ／ｇに満たないと十
分な蓄熱量を得るためには、大量の蓄熱材組成物が必要
となるので好ましくない。また、本発明の蓄熱材組成物
の結晶化開始温度は、通常１００℃以上、好ましくは１
００〜１２０℃である。
【０００９】ここで、結晶化開始温度は、次のように測
定する。試料５０ｇを直径４０mm、高さ８０mmのステン
レス製容器に詰め、熱電対で容器中央かつ底から１０mm
の位置の試料温度を測定しながら、試料容器をオイルバ
スにセットし、１３０℃で試料を完全に融解させてから
自然放冷し、最初の結晶が発生した温度を結晶化開始温
度として測定する。
定する。試料５０ｇを直径４０mm、高さ８０mmのステン
レス製容器に詰め、熱電対で容器中央かつ底から１０mm
の位置の試料温度を測定しながら、試料容器をオイルバ
スにセットし、１３０℃で試料を完全に融解させてから
自然放冷し、最初の結晶が発生した温度を結晶化開始温
度として測定する。
【００１０】本発明の蓄熱材組成物の調合方法は、エリ
スリトールとペンタエリスリトール、必要に応じて公知
の蓄熱材や添加剤を機械混合により均一に分散すればよ
い。より均一に分散させるために、エリスリトールを融
点以上の温度まで加温し、ミキサーなどで撹拌しながら
ペンタエリスリトール、公知の蓄熱材、添加剤を添加し
てもよい。
スリトールとペンタエリスリトール、必要に応じて公知
の蓄熱材や添加剤を機械混合により均一に分散すればよ
い。より均一に分散させるために、エリスリトールを融
点以上の温度まで加温し、ミキサーなどで撹拌しながら
ペンタエリスリトール、公知の蓄熱材、添加剤を添加し
てもよい。
【００１１】以下に本発明の蓄熱材組成物の使用方法に
ついて具体的に説明する。蓄熱材としての使用方法は、
蓄熱容器に充填するカプセル型と蓄熱容器を必要としな
いマイクロカプセル型が挙げられる。カプセル型は上記
手法にて調合した蓄熱材組成物をカプセルに注入し、密
封する。蓄熱システムにおいてはカプセルのまわりを熱
媒体が流れ、カプセルが熱交換器の役目を果たし蓄熱放
熱が行われる。このときの熱媒体としては水、水蒸気お
よび空気などのガスが使用可能である。カプセルの形状
は球状、板状、パイプ状などの一般的な形状から、くび
れ円筒、双子球または波板状など用途に適した各種の形
状が考えられ、その何れの形状においても使用すること
ができる。材質はステンレスやアルミニウムなど通常一
般的に用いられる金属からガラスやポリカーボネイトの
ようなエンジニアリングプラスチックまで使用温度範囲
で変形したり溶けたりしない材質なら何れの材質も使用
可能である。
ついて具体的に説明する。蓄熱材としての使用方法は、
蓄熱容器に充填するカプセル型と蓄熱容器を必要としな
いマイクロカプセル型が挙げられる。カプセル型は上記
手法にて調合した蓄熱材組成物をカプセルに注入し、密
封する。蓄熱システムにおいてはカプセルのまわりを熱
媒体が流れ、カプセルが熱交換器の役目を果たし蓄熱放
熱が行われる。このときの熱媒体としては水、水蒸気お
よび空気などのガスが使用可能である。カプセルの形状
は球状、板状、パイプ状などの一般的な形状から、くび
れ円筒、双子球または波板状など用途に適した各種の形
状が考えられ、その何れの形状においても使用すること
ができる。材質はステンレスやアルミニウムなど通常一
般的に用いられる金属からガラスやポリカーボネイトの
ようなエンジニアリングプラスチックまで使用温度範囲
で変形したり溶けたりしない材質なら何れの材質も使用
可能である。
【００１２】また、マイクロカプセル型は微細な蓄熱材
の粒子またはその集合体を樹脂などの皮膜で覆ったもの
で、カプセル型に比べて表面積がきわめて大きくなるた
め、熱伝達効率が高い。マイクロカプセルは、本発明の
蓄熱材組成物の好ましい使用温度範囲である２００℃以
下で、カプセルが壊れたり、劣化しないことが望まし
い。
の粒子またはその集合体を樹脂などの皮膜で覆ったもの
で、カプセル型に比べて表面積がきわめて大きくなるた
め、熱伝達効率が高い。マイクロカプセルは、本発明の
蓄熱材組成物の好ましい使用温度範囲である２００℃以
下で、カプセルが壊れたり、劣化しないことが望まし
い。
【００１３】本発明の蓄熱材組成物の用途について具体
的に説明する。エリスリトールを例えば、家庭用熱交換
式温水器の蓄熱材として使用すると、余剰な夜間電力を
利用して蓄熱材を融解させておき、必要なときに通水す
れば温水が得られる。現在普及している縦型電気温水器
に比べて以下の利点が生じる。 １．潜熱を利用しているため蓄熱密度が大きく省スペー
ス化が可能である。 ２．温度成層型（縦型）ではなく熱交換式であるため、
蓄熱槽の設計に自由度があり床下収納も可能である。 ３．相変化温度が一定であるため得られる温水の温度が
一定である。
的に説明する。エリスリトールを例えば、家庭用熱交換
式温水器の蓄熱材として使用すると、余剰な夜間電力を
利用して蓄熱材を融解させておき、必要なときに通水す
れば温水が得られる。現在普及している縦型電気温水器
に比べて以下の利点が生じる。 １．潜熱を利用しているため蓄熱密度が大きく省スペー
ス化が可能である。 ２．温度成層型（縦型）ではなく熱交換式であるため、
蓄熱槽の設計に自由度があり床下収納も可能である。 ３．相変化温度が一定であるため得られる温水の温度が
一定である。
【００１４】
実施例１〜６および比較例１〜４ 表−１に示す添加量に従いエリスリトール（日研化学社
製）とペンタエリスリトール（キシダ化学社製試薬）を
配合し、乳鉢で均質になるまで十分に粉砕混合した試料
５０ｇを直径４０mm、高さ８０mmのステンレス製容器に
詰め、結晶化開始温度を測定した。試料温度は容器中央
かつ底から１０mmの位置で熱電対を用いて測定し、記録
計で記録した。試料容器をオイルバスにセットし、１３
０℃で試料を完全に融解させてから自然放冷で６０℃ま
で冷却した。１３０℃までの加熱と６０℃までの冷却を
１００回繰り返し行った。
製）とペンタエリスリトール（キシダ化学社製試薬）を
配合し、乳鉢で均質になるまで十分に粉砕混合した試料
５０ｇを直径４０mm、高さ８０mmのステンレス製容器に
詰め、結晶化開始温度を測定した。試料温度は容器中央
かつ底から１０mmの位置で熱電対を用いて測定し、記録
計で記録した。試料容器をオイルバスにセットし、１３
０℃で試料を完全に融解させてから自然放冷で６０℃ま
で冷却した。１３０℃までの加熱と６０℃までの冷却を
１００回繰り返し行った。
【００１５】実施例１〜６および比較例１〜４の繰り返
し回数１回、５回、１０回、１００回における結晶化開
始温度を表−１に示す。
し回数１回、５回、１０回、１００回における結晶化開
始温度を表−１に示す。
【００１６】
【表１】 ※ヘ゜ンタエリスリトールの添加量（重量％） ＝ヘ゜ンタエリスリトールの重量／（ヘ゜ンタエリスリトールの重量＋エリスリトールの重量）×１００
【００１７】その結果、実施例１〜６は凝固融解を１０
０回繰り返した後でも、結晶化開始温度が１００℃以上
あり、過冷却が効果的に防止されていることがわかる。
比較例１はエリスリトール単独の場合であるが、結晶化
開始温度が１００℃を超えることはなく、また結晶化開
始温度のバラツキから発核が不安定なことがわかる。比
較例２〜４はいずれも結晶化開始温度が１００℃以下と
実施例１〜６に比べて低いことがわかる。ただし、特開
平５−３２９６３号公報に記載されているとおり、ペン
タエリスリトールの配合量が１０重量％の比較例２に比
べ、２０重量％の比較例３および３０重量％の比較例４
の方が結晶化開始温度が安定していることが判る。
０回繰り返した後でも、結晶化開始温度が１００℃以上
あり、過冷却が効果的に防止されていることがわかる。
比較例１はエリスリトール単独の場合であるが、結晶化
開始温度が１００℃を超えることはなく、また結晶化開
始温度のバラツキから発核が不安定なことがわかる。比
較例２〜４はいずれも結晶化開始温度が１００℃以下と
実施例１〜６に比べて低いことがわかる。ただし、特開
平５−３２９６３号公報に記載されているとおり、ペン
タエリスリトールの配合量が１０重量％の比較例２に比
べ、２０重量％の比較例３および３０重量％の比較例４
の方が結晶化開始温度が安定していることが判る。
【００１８】また、実施例１〜６と比較例１〜４の組成
物の融解潜熱量を示差走査熱量計（セイコー電子工業社
製）を用いて測定した結果をまとめて表−１に示す。実
施例１〜６はいづれも８２．０ｃａｌ／ｇ以上と大きな
融解潜熱量を示す。比較例２は７７．６ｃａｌ／ｇ、比
較例３は６８．９ｃａｌ／ｇとペンタエリスリトールの
配合割合に従って融解潜熱量が減少していることが分か
る。比較例４に至っては、５７．３ｃａｌ／ｇと実施例
１の約６５％まで低下していることが判る。
物の融解潜熱量を示差走査熱量計（セイコー電子工業社
製）を用いて測定した結果をまとめて表−１に示す。実
施例１〜６はいづれも８２．０ｃａｌ／ｇ以上と大きな
融解潜熱量を示す。比較例２は７７．６ｃａｌ／ｇ、比
較例３は６８．９ｃａｌ／ｇとペンタエリスリトールの
配合割合に従って融解潜熱量が減少していることが分か
る。比較例４に至っては、５７．３ｃａｌ／ｇと実施例
１の約６５％まで低下していることが判る。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、十分な融解潜熱量と高
い結晶化開始温度を有し、繰り返し使用した時に安定し
た結晶化開始温度を示す蓄熱材組成物が提供できる。
い結晶化開始温度を有し、繰り返し使用した時に安定し
た結晶化開始温度を示す蓄熱材組成物が提供できる。
Claims (4)
- 【請求項１】 ペンタエリスリトールを０．０１〜６重
量％含有するエリスリトールを主成分とする蓄熱材組成
物。 - 【請求項２】 融解潜熱量が８０ｃａｌ／ｇ以上である
請求項１に記載の蓄熱材組成物。 - 【請求項３】 結晶化開始温度が１００℃以上である請
求項１に記載の蓄熱材組成物。 - 【請求項４】 実質的にエリスリトールとペンタエリス
リトールからなる請求項１に記載の蓄熱材組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8155173A JPH101663A (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 蓄熱材組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8155173A JPH101663A (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 蓄熱材組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH101663A true JPH101663A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15600100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8155173A Pending JPH101663A (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 蓄熱材組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH101663A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001081446A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱材組成物及び蓄熱体 |
-
1996
- 1996-06-17 JP JP8155173A patent/JPH101663A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001081446A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱材組成物及び蓄熱体 |
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