JPS5993779A - 蓄熱材料 - Google Patents
蓄熱材料Info
- Publication number
- JPS5993779A JPS5993779A JP57203614A JP20361482A JPS5993779A JP S5993779 A JPS5993779 A JP S5993779A JP 57203614 A JP57203614 A JP 57203614A JP 20361482 A JP20361482 A JP 20361482A JP S5993779 A JPS5993779 A JP S5993779A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acetic acid
- heat
- temperature
- potassium
- solidification
- 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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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】
〔発明利用分野］
本発明は冷房用の蓄熱材料に関するもので、酢酸あるい
は酢酸に酢酸塩を添加した組成物の凝固を促進させ凝固
時の過冷を防止するために発核材としてカリウムあるい
はアンモニウムのハロゲン化物を添加したものである。
は酢酸に酢酸塩を添加した組成物の凝固を促進させ凝固
時の過冷を防止するために発核材としてカリウムあるい
はアンモニウムのハロゲン化物を添加したものである。
酢酸は純粋な場合は１６．７Ｃ、工業用など不純物を含
有する場合は１４． ５ ０以上の一定温度で凝固一融
解し、この際潜熱の放出−吸収が起るため蓄熱材料とし
て使用されることが知られている。
有する場合は１４． ５ ０以上の一定温度で凝固一融
解し、この際潜熱の放出−吸収が起るため蓄熱材料とし
て使用されることが知られている。
しかし酢酸を密閉容器に封入すると６〜１０Ｃの過冷を
生じて蓄熱−放熱が所定の温度で行なわれないと云う欠
点があった。この原因は明確でないが開放された容器に
酢酸を入れた場合は表面から酢酸の蒸発が起り、その際
気化熱が奪われることによって酢酸の結晶が析出し、こ
れが核になって凝固が進行するためと考えられる。
生じて蓄熱−放熱が所定の温度で行なわれないと云う欠
点があった。この原因は明確でないが開放された容器に
酢酸を入れた場合は表面から酢酸の蒸発が起り、その際
気化熱が奪われることによって酢酸の結晶が析出し、こ
れが核になって凝固が進行するためと考えられる。
酢酸に酢酸塩を溶解した組成物においても開放された状
態では過冷を生じないが密閉された状態では酢酸の場合
と同様に６〜１０℃の過冷で生じ蓄熱−放熱が所定の温
度で行なわれ難かった。
態では過冷を生じないが密閉された状態では酢酸の場合
と同様に６〜１０℃の過冷で生じ蓄熱−放熱が所定の温
度で行なわれ難かった。
本発明は酢酸あるいは酢酸に酢酸塩を添加した組成物の
過冷却を防止し、その物質の組成によって定まる一定温
度で蓄熱−放熱が行なわれる蓄熱材料を提供することを
目的としている。
過冷却を防止し、その物質の組成によって定まる一定温
度で蓄熱−放熱が行なわれる蓄熱材料を提供することを
目的としている。
一般に液体から固体への相変化は結晶核の発生段階と核
を中心とした結晶の成長段階に分けて考えることができ
る。核発生には大きなエネルギーを必要とし過冷現象は
このエネルギーを必要とし、過冷現象はこのエネルギー
障壁のために生ずることが知られている。このため核物
質を添加して過冷を防止する方法が行なわれている。
を中心とした結晶の成長段階に分けて考えることができ
る。核発生には大きなエネルギーを必要とし過冷現象は
このエネルギーを必要とし、過冷現象はこのエネルギー
障壁のために生ずることが知られている。このため核物
質を添加して過冷を防止する方法が行なわれている。
この場合核物質は液相中に浴解せずに存在し、界面上に
新たに生成する結晶との界面エネルギーが小さいこと、
核がある臨界半径以上の大きさを持つことが必要である
ことが知られている（臨海半径は１〜１００μｍ）。ま
た結晶の成長は低分子密度の結晶面（立方晶では１００
，１１０およひ１１１面）で起り易いことが知られてい
る。このような発核材の例として塩化カルシウム６水塩
に対する水酸化バリウム、水酸化ストロンチウムの効果
が認められている。しかし水酸化バリウム，水酸化スト
ロンチウムは酢酸中では酢酸バリウムおよび酢酸ストロ
ンチウムを生成して酢酸中に溶解するためこのような塩
基性無機物質は発核材になり得ない。また酢酸は大部分
の有機化合物と反応するため有機化合物の多くは発核材
となり得ない。このため酢酸、中性の無機物質について
発核効果を調べた結果、塩化カリウムおよび塩化アンモ
ニウムが著しい発核効果を示すことを見いだした。
新たに生成する結晶との界面エネルギーが小さいこと、
核がある臨界半径以上の大きさを持つことが必要である
ことが知られている（臨海半径は１〜１００μｍ）。ま
た結晶の成長は低分子密度の結晶面（立方晶では１００
，１１０およひ１１１面）で起り易いことが知られてい
る。このような発核材の例として塩化カルシウム６水塩
に対する水酸化バリウム、水酸化ストロンチウムの効果
が認められている。しかし水酸化バリウム，水酸化スト
ロンチウムは酢酸中では酢酸バリウムおよび酢酸ストロ
ンチウムを生成して酢酸中に溶解するためこのような塩
基性無機物質は発核材になり得ない。また酢酸は大部分
の有機化合物と反応するため有機化合物の多くは発核材
となり得ない。このため酢酸、中性の無機物質について
発核効果を調べた結果、塩化カリウムおよび塩化アンモ
ニウムが著しい発核効果を示すことを見いだした。
Ｎｕ−ｋ Ｃｌは高温では酢酸中に溶解するが温度の降
下と共に溶解度が減少し、酢酸の凝固点では溶解度はな
くなる。このため酢酸の凝固に先行して、ＮＨ４Ｃｌの
結晶が析出し、酢酸の凝固点における酢酸の結晶の析出
の核となる。ＫＣ２もＮＩ−ｂＣｔと類似の溶解度の変
化を示し、酢酸の凝固を促進させる。また酢酸塩全溶解
した酢酸はその凝固点でＮＨ＜ＣｔまたはＫＣｔによっ
て酢酸塩を溶解した酢酸の結晶の析出が促進されること
が見出された。
下と共に溶解度が減少し、酢酸の凝固点では溶解度はな
くなる。このため酢酸の凝固に先行して、ＮＨ４Ｃｌの
結晶が析出し、酢酸の凝固点における酢酸の結晶の析出
の核となる。ＫＣ２もＮＩ−ｂＣｔと類似の溶解度の変
化を示し、酢酸の凝固を促進させる。また酢酸塩全溶解
した酢酸はその凝固点でＮＨ＜ＣｔまたはＫＣｔによっ
て酢酸塩を溶解した酢酸の結晶の析出が促進されること
が見出された。
このような発核作用はＫおよびＮ Ｉ−１ ４のハロゲ
ン化物（無水物）に共通して認められることも確認した
。
ン化物（無水物）に共通して認められることも確認した
。
本発明の蓄熱材料は酢酸あるいは酢酸に酢酸塩を添加し
た組成物に発核材として塩化カリウム、塩化アンモニウ
ム，臭化カリウム、臭化アンモニウム，沃化カリウム，
沃化アンモニウム，弗化カリウム、弗化アンモニウムの
中から選ばれた１種あるいは２種以上の物質を添加した
ものである。
た組成物に発核材として塩化カリウム、塩化アンモニウ
ム，臭化カリウム、臭化アンモニウム，沃化カリウム，
沃化アンモニウム，弗化カリウム、弗化アンモニウムの
中から選ばれた１種あるいは２種以上の物質を添加した
ものである。
］一，普１（５己例〕
これらのＩぐ，ＮＨ４のハロゲン化物の中から塩化カリ
ウム及び塩化アンモニウムを選んでその作用を説明する
。
ウム及び塩化アンモニウムを選んでその作用を説明する
。
第１図は純酢酸（９９． ５％）の冷却曲線で曲線（ａ
）は発核材を添加しない場合、曲線（ｂ）は発核材とし
て塩化カリウム全０．１％添加、曲線 （Ｃ）は塩化ア
ンモニウム’ｉ ｏ． ｉ％添加した場合である。曲線
（ａ）は凝固開始前に８Ｃの過冷があり、７．５℃で凝
固が開始し、これに伴って温度が上昇してｌ５． ５
ｒに達して凝固完了までこの温度に保たれている。
）は発核材を添加しない場合、曲線（ｂ）は発核材とし
て塩化カリウム全０．１％添加、曲線 （Ｃ）は塩化ア
ンモニウム’ｉ ｏ． ｉ％添加した場合である。曲線
（ａ）は凝固開始前に８Ｃの過冷があり、７．５℃で凝
固が開始し、これに伴って温度が上昇してｌ５． ５
ｒに達して凝固完了までこの温度に保たれている。
これに対して曲線（ｂ）は凝固開始前の過冷がＩＣ１（
Ｃ）は０．５Ｃで曲線（ａ）に比べて極めて少ない。こ
の場合も凝固開始に伴って温度が上昇して曲線（ａ）と
同様に凝固完了まで１５． ５Ｕに保たれている。
Ｃ）は０．５Ｃで曲線（ａ）に比べて極めて少ない。こ
の場合も凝固開始に伴って温度が上昇して曲線（ａ）と
同様に凝固完了まで１５． ５Ｕに保たれている。
第２図は酢酸に酢酸ナトリウム５重量％，酢酸カリウム
５重量％を添加溶解した組成物の冷却曲線で曲線（ａ）
は発核材を添加しない場合、曲線（ｂ）は発核材として
塩化アンモニウムを、曲線（Ｃ）は塩化カリウムをそれ
ぞれ０．１重量％添加した場合である。曲線（ａ）は凝
固開始前に６Ｃの過冷があり、１．５Ｃで凝固を開始し
、これに伴って温度が上昇して７．５Ｃに達し、凝固完
了までこの温度に保たれている。
５重量％を添加溶解した組成物の冷却曲線で曲線（ａ）
は発核材を添加しない場合、曲線（ｂ）は発核材として
塩化アンモニウムを、曲線（Ｃ）は塩化カリウムをそれ
ぞれ０．１重量％添加した場合である。曲線（ａ）は凝
固開始前に６Ｃの過冷があり、１．５Ｃで凝固を開始し
、これに伴って温度が上昇して７．５Ｃに達し、凝固完
了までこの温度に保たれている。
これに対して曲線（ｂ）は凝固開始前の過冷が０．６Ｃ
，曲線（Ｃ）は凝固開始前の過冷がＯ。３Ｃで曲線（ａ
）に比べて極めて少ない。この場合も凝固開始に伴って
温度が上昇し曲線（ａ）と同様に凝固完了まで７．５Ｃ
に保たれている。
，曲線（Ｃ）は凝固開始前の過冷がＯ。３Ｃで曲線（ａ
）に比べて極めて少ない。この場合も凝固開始に伴って
温度が上昇し曲線（ａ）と同様に凝固完了まで７．５Ｃ
に保たれている。
一般的な蓄熱材料の利用方法として蓄熱材料を融解させ
ておき、蓄熱槽の周囲に低温の水あるいは空気などの熱
媒体を送って蓄熱材料の凝固の際に放出される熱によっ
て加熱し、この熱を利用することが行なわれている。も
し、この際蓄熱材料が熱媒体の温度以下に過冷すれば凝
固潜熱を有効に取出すことはできない。一般に暖・冷房
に蓄熱材料を利用する場合には蓄熱材料の凝固−融解温
度と熱交換前の熱媒体の温度との差を２〜４Ｃにとると
効率がよい。このためわずかな過冷の存在が熱の利用効
率に大きく影響する。本発明のカリウムおよびアンモニ
ウムのハロゲン化物は酢酸中への溶解が少なく、酢酸と
化合物を作ることはない。このためカリウムおよびアン
モニウムのハロゲン化物は蓄熱相の凝固に際して殆ど完
全に析出し、長期間繰返して使用しても発核材が溶解あ
るいは化学変化を生じて効果が失われることはない，こ
のため元核効果は長期にわたって安定である，以下本発
明の実施例について説明する。
ておき、蓄熱槽の周囲に低温の水あるいは空気などの熱
媒体を送って蓄熱材料の凝固の際に放出される熱によっ
て加熱し、この熱を利用することが行なわれている。も
し、この際蓄熱材料が熱媒体の温度以下に過冷すれば凝
固潜熱を有効に取出すことはできない。一般に暖・冷房
に蓄熱材料を利用する場合には蓄熱材料の凝固−融解温
度と熱交換前の熱媒体の温度との差を２〜４Ｃにとると
効率がよい。このためわずかな過冷の存在が熱の利用効
率に大きく影響する。本発明のカリウムおよびアンモニ
ウムのハロゲン化物は酢酸中への溶解が少なく、酢酸と
化合物を作ることはない。このためカリウムおよびアン
モニウムのハロゲン化物は蓄熱相の凝固に際して殆ど完
全に析出し、長期間繰返して使用しても発核材が溶解あ
るいは化学変化を生じて効果が失われることはない，こ
のため元核効果は長期にわたって安定である，以下本発
明の実施例について説明する。
（１）工業用酢酸（−融点１５．０ｃ）に発核材として
塩化カリウム０．０１重量％を添加した蓄熱材料ｆｆｉ
４（Ｉ’に加熱してからｏＣまで冷却するザイクルｆ．
ｒ２０面繰返し、蓄熱材料の温度一時間曲線を記録させ
た。この場合の各回の過冷は１．０Ｃ以下で２０回の繰
返しによって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
塩化カリウム０．０１重量％を添加した蓄熱材料ｆｆｉ
４（Ｉ’に加熱してからｏＣまで冷却するザイクルｆ．
ｒ２０面繰返し、蓄熱材料の温度一時間曲線を記録させ
た。この場合の各回の過冷は１．０Ｃ以下で２０回の繰
返しによって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
なお同時に行なった発核拐料なしの酢酸の加熱冷却実験
では毎回８〜１０Ｃの過冷を生じた。
では毎回８〜１０Ｃの過冷を生じた。
（２）工業用酢酸（融点１５． ｏ Ｃ）に発核材とし
て塩化アンモニウム０，０１重量％を添加した蓄熱材料
−ｉ４０ｃに加熱してからＯＣ１で冷却するサイクルを
２０回繰返し、蓄熱材料の温度一時間曲線金記録させた
。この場合の各回の過冷は０．５Ｃ以下で２０回の繰返
しによって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
て塩化アンモニウム０，０１重量％を添加した蓄熱材料
−ｉ４０ｃに加熱してからＯＣ１で冷却するサイクルを
２０回繰返し、蓄熱材料の温度一時間曲線金記録させた
。この場合の各回の過冷は０．５Ｃ以下で２０回の繰返
しによって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
（３）工業用酢酸に酢酸ナトリウム５重景％，酢酸カリ
ウム３重量％を添加した組成物（凝固点８Ｃ）に発核材
として塩化カリウム０．０１％を添加した蓄熱材料を２
５ｒに加熱してから−５Ｃまで冷却するサイクルを２０
回繰返して蓄熱材料の温度一時間曲線を記録させた。こ
の場合の各回の過冷は０．６Ｃ以下で２０回の繰返しに
よって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
ウム３重量％を添加した組成物（凝固点８Ｃ）に発核材
として塩化カリウム０．０１％を添加した蓄熱材料を２
５ｒに加熱してから−５Ｃまで冷却するサイクルを２０
回繰返して蓄熱材料の温度一時間曲線を記録させた。こ
の場合の各回の過冷は０．６Ｃ以下で２０回の繰返しに
よって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
（４）工業用酢酸に酢酸ナトリウム５ Ｍ．ｆｔ％，酢
酸カリウム３Ｍｔ％全添加した組成物（凝固点８Ｃ）に
発核材として塩化アンモニウムＯ、０１％を添加した蓄
熱材料を２５ｔｌ’に加熱してから−５Ｃまで冷却する
サイクルを２０回繰返した。
酸カリウム３Ｍｔ％全添加した組成物（凝固点８Ｃ）に
発核材として塩化アンモニウムＯ、０１％を添加した蓄
熱材料を２５ｔｌ’に加熱してから−５Ｃまで冷却する
サイクルを２０回繰返した。
この場合の各回の過冷は０．３Ｃ以下で２０回の繰返し
によって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
によって凝固温度と過冷度は全く変化しなかった。
以上説明したように本発明によれば発核材の添加によっ
て酢酸あるいは酢酸に酢酸塩を添加した組成物の過冷を
防止することができるので凝固の際に放出される潜熱を
効率よく利用できる。
て酢酸あるいは酢酸に酢酸塩を添加した組成物の過冷を
防止することができるので凝固の際に放出される潜熱を
効率よく利用できる。
また蓄熱材料の凝固温度と熱交換すべき熱媒体（水，空
気など）の温度差を少なくすることが可能になり、熱設
計が容易になるという効果が得られる。
気など）の温度差を少なくすることが可能になり、熱設
計が容易になるという効果が得られる。
第１図は純酢酸の冷却の際の温度一時間曲線で曲線（ａ
）は発核材なし、曲線（ｂ）は発核材として塩化カリウ
ム、（Ｃ）は発核材として塩化アンモニウムをそれぞれ
０．１重量％添加した場合の図、第２図は酢酸に酢酸ナ
トリウム５ Ｍｆｉｌ％、酢酸カリウム５重量％を添加
した場合の冷却の際の温度一時間曲線で曲線（ａ）は発
核材なし、曲線（ｂ）は発核材として塩化カリウム、（
Ｃ）は発核材として塩化アンモニウムをそれぞれ０．１
重量％を添加した場合の図である。
）は発核材なし、曲線（ｂ）は発核材として塩化カリウ
ム、（Ｃ）は発核材として塩化アンモニウムをそれぞれ
０．１重量％添加した場合の図、第２図は酢酸に酢酸ナ
トリウム５ Ｍｆｉｌ％、酢酸カリウム５重量％を添加
した場合の冷却の際の温度一時間曲線で曲線（ａ）は発
核材なし、曲線（ｂ）は発核材として塩化カリウム、（
Ｃ）は発核材として塩化アンモニウムをそれぞれ０．１
重量％を添加した場合の図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■．酢酸または酢酸に酢酸塩を添加した組成物に過冷全
防止する発核材として、カリウム及びアンモニウムのハ
ロゲン化物の群の中から選ばれた１または２以上の材料
を添加することを特徴とする蓄熱材料。 ２，カリウム及びアンモニウムのハロゲン化物がカリウ
ム及びアンモニウムの塩化物（ＫＣｔ，Ｎｒｌ． Ｃｔ
）またはカリウム及びアンモニウムの臭化物（ ＫＢｒ
， ＮＨ４Ｂｒ）であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の蓄熱材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57203614A JPS5993779A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 蓄熱材料 |
| US06/484,271 US4518514A (en) | 1982-04-16 | 1983-04-12 | Heat storage material |
| EP83103671A EP0092199B1 (en) | 1982-04-16 | 1983-04-15 | Heat storage material |
| DE8383103671T DE3361331D1 (en) | 1982-04-16 | 1983-04-15 | Heat storage material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57203614A JPS5993779A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 蓄熱材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993779A true JPS5993779A (ja) | 1984-05-30 |
Family
ID=16476953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57203614A Pending JPS5993779A (ja) | 1982-04-16 | 1982-11-22 | 蓄熱材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993779A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020007415A (ja) * | 2018-07-04 | 2020-01-16 | 東邦瓦斯株式会社 | 潜熱蓄熱材組成物 |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57203614A patent/JPS5993779A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020007415A (ja) * | 2018-07-04 | 2020-01-16 | 東邦瓦斯株式会社 | 潜熱蓄熱材組成物 |
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