JPH1135932A - 潜熱蓄冷材 - Google Patents
潜熱蓄冷材Info
- Publication number
- JPH1135932A JPH1135932A JP9193941A JP19394197A JPH1135932A JP H1135932 A JPH1135932 A JP H1135932A JP 9193941 A JP9193941 A JP 9193941A JP 19394197 A JP19394197 A JP 19394197A JP H1135932 A JPH1135932 A JP H1135932A
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- JP
- Japan
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- sodium chloride
- storage material
- cold storage
- latent heat
- supercooling
- 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
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-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過冷却を有効に抑制でき失活現象も示さず、
経済的に有利でかつアイスクリームなどの食品の保冷に
問題なく利用できる程安全性が高い潜熱蓄冷材を提供す
ること。 【解決手段】 塩化ナトリウム水溶液およびメタアルデ
ヒドを含む潜熱蓄冷材。
経済的に有利でかつアイスクリームなどの食品の保冷に
問題なく利用できる程安全性が高い潜熱蓄冷材を提供す
ること。 【解決手段】 塩化ナトリウム水溶液およびメタアルデ
ヒドを含む潜熱蓄冷材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は塩化ナトリウム水溶
液を蓄冷媒体（主剤）とする潜熱蓄冷材に関する。さら
に詳しくは、塩化ナトリウム水溶液を含む蓄冷材に過冷
却防止剤としてメタアルデヒドを加えた潜熱蓄冷材に関
する。
液を蓄冷媒体（主剤）とする潜熱蓄冷材に関する。さら
に詳しくは、塩化ナトリウム水溶液を含む蓄冷材に過冷
却防止剤としてメタアルデヒドを加えた潜熱蓄冷材に関
する。
【０００２】
【従来の技術】余剰電力の利用を目的として電力エネル
ギーの効率的分散貯蔵法が、現在種々検討、開発されて
いる。例えば、熱媒体となる物質の融解、凝固などの相
変化に伴う吸収熱を利用した潜熱蓄冷材の開発もそのひ
とつである。蓄熱材とは、熱または冷熱を物質内に蓄積
し必要時に有効に熱の出入りを利用する材料である。特
に、主に物質の相変化に伴う発熱／吸熱反応を利用した
ものを潜熱蓄熱材、さらに特に予め冷熱を蓄熱し必要時
に放冷する場合を潜熱蓄冷材と呼ぶが、蓄熱材、蓄冷材
の明確な区別はない。潜熱蓄冷材のうち、無機塩、無機
水和塩などの無機物系材料を蓄冷媒体としたものは、有
機物系材料に比べて熱伝導率が大きい、潜熱量が大、体
積変化が小さい、不燃性であるなどの利点があり、なか
でも塩化ナトリウム水溶液は、さらに毒性がない、低反
応性、入手容易、安価、適度な溶解度があり、共晶温度
が冷凍食品保存温度に近いという利点もある。従ってこ
れらの蓄冷材は、食品の冷蔵、配送時の保冷、化学・医
薬品の冷蔵、食品工場などの冷却工程に特に好適に使用
することができる。
ギーの効率的分散貯蔵法が、現在種々検討、開発されて
いる。例えば、熱媒体となる物質の融解、凝固などの相
変化に伴う吸収熱を利用した潜熱蓄冷材の開発もそのひ
とつである。蓄熱材とは、熱または冷熱を物質内に蓄積
し必要時に有効に熱の出入りを利用する材料である。特
に、主に物質の相変化に伴う発熱／吸熱反応を利用した
ものを潜熱蓄熱材、さらに特に予め冷熱を蓄熱し必要時
に放冷する場合を潜熱蓄冷材と呼ぶが、蓄熱材、蓄冷材
の明確な区別はない。潜熱蓄冷材のうち、無機塩、無機
水和塩などの無機物系材料を蓄冷媒体としたものは、有
機物系材料に比べて熱伝導率が大きい、潜熱量が大、体
積変化が小さい、不燃性であるなどの利点があり、なか
でも塩化ナトリウム水溶液は、さらに毒性がない、低反
応性、入手容易、安価、適度な溶解度があり、共晶温度
が冷凍食品保存温度に近いという利点もある。従ってこ
れらの蓄冷材は、食品の冷蔵、配送時の保冷、化学・医
薬品の冷蔵、食品工場などの冷却工程に特に好適に使用
することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし塩化ナトリウム
のような無機物系材料を蓄冷媒体とした潜熱蓄冷材は、
過冷却現象を起こすという問題がある。過冷却とは、物
質を冷却する際に液体から固体への相転移の温度を過ぎ
ても転移の現象が現れないことをいう。例えば、２３．
３重量％の塩化ナトリウム水溶液は相転移温度が−２１
℃であるにもかかわらず、実際には−３０℃付近まで温
度を下げないと相転移が起こらないことがある。すなわ
ち過冷却現象を起こすということは、実際利用しようと
する温度（蓄冷材の凝固点）よりさらに低温まで冷やす
ことのできる冷凍機を準備しなければならず、冷凍機設
備の費用がかかり、また低温運転による運転効率の低下
（１℃下がる毎に３％低下）によるランニングコストの
増大など、余分のエネルギーを必要とするという問題も
ある。
のような無機物系材料を蓄冷媒体とした潜熱蓄冷材は、
過冷却現象を起こすという問題がある。過冷却とは、物
質を冷却する際に液体から固体への相転移の温度を過ぎ
ても転移の現象が現れないことをいう。例えば、２３．
３重量％の塩化ナトリウム水溶液は相転移温度が−２１
℃であるにもかかわらず、実際には−３０℃付近まで温
度を下げないと相転移が起こらないことがある。すなわ
ち過冷却現象を起こすということは、実際利用しようと
する温度（蓄冷材の凝固点）よりさらに低温まで冷やす
ことのできる冷凍機を準備しなければならず、冷凍機設
備の費用がかかり、また低温運転による運転効率の低下
（１℃下がる毎に３％低下）によるランニングコストの
増大など、余分のエネルギーを必要とするという問題も
ある。
【０００４】この過冷却を緩和するために、凝固時に核
となるような物質（過冷却防止剤）を添加することが行
われている。例えば特開昭５９−９３７８０号公報に
は、塩化ナトリウム水溶液に水用過冷却防止剤として有
用なヨウ化銀などのハロゲン化銀を添加することが開示
されている。ハロゲン化銀を添加したものは過冷却防止
効果はあるものの、ハロゲン化銀の高い反応性のため、
蓄冷材を金属類と非接触にする必要があったり、遮光す
る必要があり、蓄冷材の包装容器に制限がある。また、
塩化銀以外のハロゲン化銀は毒物劇物取締法において劇
物の指定を受けており、食品分野での使用は安全性の点
から難しい。またハロゲン化銀は高価であるため、蓄冷
材のコストが高くなることが懸念される。
となるような物質（過冷却防止剤）を添加することが行
われている。例えば特開昭５９−９３７８０号公報に
は、塩化ナトリウム水溶液に水用過冷却防止剤として有
用なヨウ化銀などのハロゲン化銀を添加することが開示
されている。ハロゲン化銀を添加したものは過冷却防止
効果はあるものの、ハロゲン化銀の高い反応性のため、
蓄冷材を金属類と非接触にする必要があったり、遮光す
る必要があり、蓄冷材の包装容器に制限がある。また、
塩化銀以外のハロゲン化銀は毒物劇物取締法において劇
物の指定を受けており、食品分野での使用は安全性の点
から難しい。またハロゲン化銀は高価であるため、蓄冷
材のコストが高くなることが懸念される。
【０００５】また過冷却防止剤を含む蓄冷材は、（凝固
剤の融点＋３０）℃以上の温度にすると過冷却防止効果
が消滅する、いわゆる失活現象がある（WATANABE et a
l. ACS Symp. Ser. D438(1990) p395参照）と言われて
いる。すなわち、蓄冷・放冷サイクルの途中で、何らか
の原因で蓄冷材温度がある以上になった次の蓄冷時に
は、過冷却防止剤が有効に働かず、過冷却度が大きくな
ってしまう現象が現れる。このようになった場合、一度
再凝固させた後、そのまま使用できなくなる場合もあれ
ば、続けて使用できる場合もある。
剤の融点＋３０）℃以上の温度にすると過冷却防止効果
が消滅する、いわゆる失活現象がある（WATANABE et a
l. ACS Symp. Ser. D438(1990) p395参照）と言われて
いる。すなわち、蓄冷・放冷サイクルの途中で、何らか
の原因で蓄冷材温度がある以上になった次の蓄冷時に
は、過冷却防止剤が有効に働かず、過冷却度が大きくな
ってしまう現象が現れる。このようになった場合、一度
再凝固させた後、そのまま使用できなくなる場合もあれ
ば、続けて使用できる場合もある。
【０００６】本発明の目的は、低反応性、取扱い容易、
安全な塩化ナトリウム水溶液に過冷却防止剤を添加する
ことによって、過冷却現象が大幅に改善されかつ安全な
潜熱蓄冷材を提供することにある。
安全な塩化ナトリウム水溶液に過冷却防止剤を添加する
ことによって、過冷却現象が大幅に改善されかつ安全な
潜熱蓄冷材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような状況下、本発
明者らが種々検討した結果、上記の要件を満たすメタア
ルデヒドが塩化ナトリウム水溶液の過冷却防止剤として
も有効に使用できることを初めて発見し、本発明を完成
させた。すなわち本発明は、（１）塩化ナトリウム水溶
液およびメタアルデヒドを含む潜熱蓄冷材、（２）メタ
アルデヒドの量が、塩化ナトリウム水溶液１００重量部
に対して０．１〜５重量部である上記（１）記載の潜熱
蓄冷材、（３）−４０℃〜−２℃の温度範囲で相転移現
象の生じる上記（１）または（２）記載の潜熱蓄冷材、
および（４）塩化ナトリウムの濃度が５〜３０重量％で
ある上記（１）〜（３）のいずれかに記載の潜熱蓄冷材
に関する。
明者らが種々検討した結果、上記の要件を満たすメタア
ルデヒドが塩化ナトリウム水溶液の過冷却防止剤として
も有効に使用できることを初めて発見し、本発明を完成
させた。すなわち本発明は、（１）塩化ナトリウム水溶
液およびメタアルデヒドを含む潜熱蓄冷材、（２）メタ
アルデヒドの量が、塩化ナトリウム水溶液１００重量部
に対して０．１〜５重量部である上記（１）記載の潜熱
蓄冷材、（３）−４０℃〜−２℃の温度範囲で相転移現
象の生じる上記（１）または（２）記載の潜熱蓄冷材、
および（４）塩化ナトリウムの濃度が５〜３０重量％で
ある上記（１）〜（３）のいずれかに記載の潜熱蓄冷材
に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明で使用する蓄冷媒体は塩化
ナトリウム水溶液である。塩化ナトリウムの濃度は水溶
液を形成する限り特に限定されない。なかでも５〜３０
重量％が好ましく、より好ましくは１５〜２７重量％で
ある。塩化ナトリウムが５〜３０重量％であると、凝固
および融解時の温度差が小さくなり、蓄冷・放冷温度が
一定に近くなり、蓄冷材として望ましいものとなる。塩
化ナトリウムの純度は特に限定されないが、通常９９％
以上が好ましく用いられる。
ナトリウム水溶液である。塩化ナトリウムの濃度は水溶
液を形成する限り特に限定されない。なかでも５〜３０
重量％が好ましく、より好ましくは１５〜２７重量％で
ある。塩化ナトリウムが５〜３０重量％であると、凝固
および融解時の温度差が小さくなり、蓄冷・放冷温度が
一定に近くなり、蓄冷材として望ましいものとなる。塩
化ナトリウムの純度は特に限定されないが、通常９９％
以上が好ましく用いられる。
【０００９】本発明では、過冷却防止剤としてメタアル
デヒドが使用される。その使用量は、塩化ナトリウム水
溶液１００重量部に対して０．１〜５重量部、好ましく
は１〜４重量部である。上記使用量が０．１重量部未満
の場合、期待する過冷却防止効果が得られず、一方５重
量部を超えると、潜熱量が低下し、かつ溶液の残渣が認
められ、均一性が損なわれる場合がある。
デヒドが使用される。その使用量は、塩化ナトリウム水
溶液１００重量部に対して０．１〜５重量部、好ましく
は１〜４重量部である。上記使用量が０．１重量部未満
の場合、期待する過冷却防止効果が得られず、一方５重
量部を超えると、潜熱量が低下し、かつ溶液の残渣が認
められ、均一性が損なわれる場合がある。
【００１０】必須成分の他に本発明の潜熱蓄冷材に加え
てもよい成分として、吸水性樹脂、アタパルジャイ粘
土、ゼラチン、寒天、シリカゲルなどの増粘剤などが挙
げられる。
てもよい成分として、吸水性樹脂、アタパルジャイ粘
土、ゼラチン、寒天、シリカゲルなどの増粘剤などが挙
げられる。
【００１１】また本発明の潜熱蓄冷材は、好ましくは−
４０℃〜−２℃、さらに好ましくは−３５℃〜−１５℃
の温度範囲で相転移現象の生じるものがよい。
４０℃〜−２℃、さらに好ましくは−３５℃〜−１５℃
の温度範囲で相転移現象の生じるものがよい。
【００１２】蓄冷材の製造法は特に限定されないが、例
えば、容器に入れた純水またはイオン交換水に、塩化ナ
トリウムを徐々に攪拌しながら所定量まで投入し、十分
混合した後、過冷却防止剤であるメタアルデヒドを徐々
に攪拌しながら所定量まで投入し、十分混合し、他の添
加剤もこれと同時またはこの後で添加し、攪拌・混合す
る方法、樹脂の上に塩化ナトリウム、メタアルデヒドな
どを予め混合した水溶液を注ぎ込む方法などがある。な
お、塩化ナトリウム、メタアルデヒドおよび他の添加剤
の投入順序は任意であり、かつ溶解を促進するために５
０℃程度まで加熱することも可能である。また、塩化ナ
トリウムとメタアルデヒドなどを混合した後、該混合物
を純水またはイオン交換水に投入してもよい。
えば、容器に入れた純水またはイオン交換水に、塩化ナ
トリウムを徐々に攪拌しながら所定量まで投入し、十分
混合した後、過冷却防止剤であるメタアルデヒドを徐々
に攪拌しながら所定量まで投入し、十分混合し、他の添
加剤もこれと同時またはこの後で添加し、攪拌・混合す
る方法、樹脂の上に塩化ナトリウム、メタアルデヒドな
どを予め混合した水溶液を注ぎ込む方法などがある。な
お、塩化ナトリウム、メタアルデヒドおよび他の添加剤
の投入順序は任意であり、かつ溶解を促進するために５
０℃程度まで加熱することも可能である。また、塩化ナ
トリウムとメタアルデヒドなどを混合した後、該混合物
を純水またはイオン交換水に投入してもよい。
【００１３】蓄冷材の形態も特に限定されないが、通常
は、上記した蓄冷材を耐蝕性のある金属や無機材料、お
よび／またはポリエチレンを初めとするプラスチックな
どの有機材料によって包装する形態となる。また形状と
しては、塊状、板状、シート状などがある。このような
蓄冷材が配置される場所としては、蓄冷室にそのまま、
あるいは熱交換部に置く、などが考えられる。
は、上記した蓄冷材を耐蝕性のある金属や無機材料、お
よび／またはポリエチレンを初めとするプラスチックな
どの有機材料によって包装する形態となる。また形状と
しては、塊状、板状、シート状などがある。このような
蓄冷材が配置される場所としては、蓄冷室にそのまま、
あるいは熱交換部に置く、などが考えられる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。ただし本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。 実施例１ ２３．３重量％塩化ナトリウム水溶液に、該水溶液１０
０重量部に対してメタアルデヒドを３重量部添加して蓄
冷材を得た。得られた蓄冷材の凝固開始温度を、ＳＣ
（示差走査熱量計）で降温速度：１℃／分→−４５℃で
２０分保持→昇温速度２℃／分→＋１０℃を１サイクル
とし、６回繰り返して測定した。また得られた蓄冷材の
温度を１０℃に上げても失活現象は示さなかった。
る。ただし本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。 実施例１ ２３．３重量％塩化ナトリウム水溶液に、該水溶液１０
０重量部に対してメタアルデヒドを３重量部添加して蓄
冷材を得た。得られた蓄冷材の凝固開始温度を、ＳＣ
（示差走査熱量計）で降温速度：１℃／分→−４５℃で
２０分保持→昇温速度２℃／分→＋１０℃を１サイクル
とし、６回繰り返して測定した。また得られた蓄冷材の
温度を１０℃に上げても失活現象は示さなかった。
【００１５】比較例１ ２３．３重量％塩化ナトリウム水溶液（過冷却防止剤を
使用せず）の凝固開始温度を実施例１と同様にして測定
した。
使用せず）の凝固開始温度を実施例１と同様にして測定
した。
【００１６】比較例２ メタアルデヒドの代わりにヨウ化銀を使用した以外は実
施例１と同様にして蓄冷材を得、凝固開始温度を測定し
た。
施例１と同様にして蓄冷材を得、凝固開始温度を測定し
た。
【００１７】実施例１および比較例１、２の結果を図１
に示す。以上の実施例および比較例の結果から、本発明
の潜熱蓄冷材は過冷却防止剤を使用しないものに比べて
１５℃以上の過冷却防止効果が得られ、またヨウ化銀の
結果と比較しても良い特性が得られているのがわかる。
に示す。以上の実施例および比較例の結果から、本発明
の潜熱蓄冷材は過冷却防止剤を使用しないものに比べて
１５℃以上の過冷却防止効果が得られ、またヨウ化銀の
結果と比較しても良い特性が得られているのがわかる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の蓄冷材は、塩化ナトリウム水溶
液の過冷却が有効に抑制できかつ失活現象も示さず、経
済的に有効な蓄冷材であり、さらに安全性が高いためア
イスクリームなどの食品の保冷に問題なく利用できる。
液の過冷却が有効に抑制できかつ失活現象も示さず、経
済的に有効な蓄冷材であり、さらに安全性が高いためア
イスクリームなどの食品の保冷に問題なく利用できる。
【図１】実施例１および比較例１、２の蓄冷材の凝固開
始温度を示す。縦軸は凝固開始温度を、横軸はサイクル
数（回）を示す。
始温度を示す。縦軸は凝固開始温度を、横軸はサイクル
数（回）を示す。
ａ 実施例１のサンプルの凝固開始温度を示す。 ｂ 比較例１のサンプルの凝固開始温度を示す。 ｃ 比較例２のサンプルの凝固開始温度を示す。 ｄ ２３．３重量％塩化ナトリウム水溶液の融解温度
（−２１．１℃、過冷却のない状態）を示す。
（−２１．１℃、過冷却のない状態）を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 塩化ナトリウム水溶液およびメタアルデ
ヒドを含む潜熱蓄冷材。 - 【請求項２】 メタアルデヒドの量が、塩化ナトリウム
水溶液１００重量部に対して０．１〜５重量部である請
求項１記載の潜熱蓄冷材。 - 【請求項３】 −４０℃〜−２℃の温度範囲で相転移現
象の生じる請求項１または２記載の潜熱蓄冷材。 - 【請求項４】 塩化ナトリウムの濃度が５〜３０重量％
である請求項１〜３のいずれかに記載の潜熱蓄冷材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9193941A JPH1135932A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 潜熱蓄冷材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9193941A JPH1135932A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 潜熱蓄冷材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1135932A true JPH1135932A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16316301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9193941A Pending JPH1135932A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 潜熱蓄冷材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1135932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017078163A (ja) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 潜熱蓄冷材 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP9193941A patent/JPH1135932A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017078163A (ja) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 潜熱蓄冷材 |
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