JPS60120786A - 蓄熱材 - Google Patents

蓄熱材

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JPS60120786A
JPS60120786A JP22931783A JP22931783A JPS60120786A JP S60120786 A JPS60120786 A JP S60120786A JP 22931783 A JP22931783 A JP 22931783A JP 22931783 A JP22931783 A JP 22931783A JP S60120786 A JPS60120786 A JP S60120786A
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fluoride
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thermal energy
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Takahiro Wada
隆博 和田
Fumiko Yokoya
横谷 文子
Yoshihiro Matsuo
嘉浩 松尾
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、酢酸ナトリウム3水塩を主体とする潜熱蓄熱
材に関するものである。
従来例の構成とその問題点 一般的に、蓄熱材には、物置の顕熱を利用したものと潜
熱を利用し“たものが知られている。潜熱を利用した蓄
熱材は、顕熱を利用した蓄熱材に比較して、単位重量当
り、捷たは単位体積当シの蓄熱量が大きく、必要量の熱
を蓄熱し−ておくのに少量でよく、そのため蓄熱装置の
小型化が可能となる。捷た、潜熱を利用した蓄熱材は、
顕熱を利用した蓄熱材のように、放熱とともに温度が低
下してし捷わずに、転移点において一定温度の熱を放熱
するという特徴を有する。特に、無機水化物の融解潜熱
を利用した蓄熱材は、単位体積当りの蓄熱量が大きいこ
とが知られている。
ところで、従来より酢酸ナトリウム3水塩(N a C
Hs COo ・3 H2Or融点約68°C)は無機
水化物の中でも蓄熱量が大きく、たとえば暖房用の蓄熱
材として有力視されていた。しかし、NaCHCoo・
3H20は一度融解すると、非常に過冷却状態になりや
すいため、その融解液は、通常、−20°C程度まで冷
却されないと過冷却が破れない。そして、過冷却状態は
、凝固点まで冷却されても、融解潜熱を放出せず、その
黒度以下に冷却されてし甘う現象であるから、融解潜熱
を利用した蓄熱材にとって致命的欠点となる0発明の目
的 本発明は、酢酸ナトリウムの過冷却現象を防止し、安価
でご吸放熱性能の安定した単位重量当りもしくは単位体
積当りの蓄熱量の大きい蓄熱材を提供しようとするもの
である。
発明の構成 本発明のもつとも特徴とするところは、酢酸ナトリウム
(N a CH3COO)と水とよりなる系を主成分と
し、NaCH3C0Q・3H20の結晶化の際の過冷却
を防止するだめの結晶核形成相として、8Q°C以下の
温度で融解したり分解したりしないフッ化物を含有させ
たことにある。好寸しくは、80°C以下の温度で融解
したり分解したりしないフッ化物が、フン化リチウム、
フン化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム、フッ化スト
ロンチウム、フッ化チタンカリウム、7ノ化マンガン、
ならびはフッ化コバルトよりなる化合物群より選択され
た少なくとも1種である場合である。
ところで、第1図にN a CHCOOH20系の状態
図を示す。この図より、N a CH3CO○60.3
重量%とH2O39,7重量%とからなる系はNaCH
3COO・3H20組成に相蟲し、この組成では、過冷
却が起こらなければ約58°Cで融解と凝固が起こるの
がわかる。寸だ、N a CH3COO50重量%とH
2O50重量係の以上、約55°C以上の温度では均一
なN a CH3COO水溶液となる。この均一な水溶
液を65°C以下に冷却すると、過冷却が起こらなけれ
ば、NaCH3COO・3H20が結晶化しはじめ、冷
却されるに従ってN a CH3COo・3H20結晶
の比率が増加する。約30°Cまで冷却されると、50
0重量%N a CH3CO〇−H2O系全質量の約6
0%がNaCH3COO・3H20の結晶となり、残り
40%がN a CH3COO水溶液として存在する。
そのため、N a CH3COo5o重量%とH2o5
o重量係の以上、65°C以上の温度から30°C−1
で冷却されると、過冷却がほとんどなく、N a CH
s COo・3H20がうまく結晶化したとすると、単
位質量当りNaCH3COO・3H20組成の場合の約
6o%の潜熱が得られるごとになる。また、NaCHC
Oo−H2O系の水の比率が高くなるとともに、蓄熱量
の有する顕熱が増加し、顕熱による蓄熱量が大きくなる
のは当然である。つ1す、N a CHs COOとH
2Oの比率をコントロールすることによって、融解潜熱
による蓄熱と、顕熱による蓄熱を併用して行い、その潜
熱と顕熱による蓄熱の割合をコントロールすることによ
って、大いに蓄熱量の応用範囲が広がる。しかし、あま
9N a CH3COOの濃度の低い系を用いることは
、融解潜熱を用いた蓄熱材の特徴が失なわれてしまうた
め、N a CH3COOを400重量%上含有するN
 a CHCOO−H20系を用いるのが適切である。
逆に、NaCH3COO−H2O系においてNa CH
2OOOの含有量を増加させていくと、第1図より明ら
かなように、N、a CHs COOを60.3重量%
以上含有する系では、58°C以上の温度からその温度
以下に冷却した際、うまく過冷却が破れたとすると、N
 a CH3CO0・3H20が結晶化する。しかし、
当然系全体がNaCH3COO・3H20とならず、一
部N a CH3COOのま1残る。それで、N a 
CH3COOを800重量%り多く含むN a CH3
COo−H2O系では単位質量当りの潜熱量がN a 
CH3CO0・3H20組成の場合の約50係以下にな
るため実用的でなくなる。そのため、実際用いるNaC
H3COO−H2O系は、N a CH3COOを80
重以上以下の範囲で含有するのが適切であると考えられ
る。
ところで、結晶核形成材の含有量は、Na CH3CO
Oの濃度が588重量%上で、結晶核形成材が、フッ化
リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム、
フン化ストロンチウム、7ノ化チタンカリウム、フン化
マンガン、なラヒにフッ化コバルトよりなる化合物群よ
り選択された少なくとも1種である場合には、N a 
CHs COOとH2Oよりなる系100重量部に対し
て1.0重量部程度で十分に効果があり、さらにそれ以
上含有しても、当然効果がある。N a CHs CO
Oが58重量部未満である系の場合には、それが58重
量部以上含まれている系に比較して、結晶核形成材のN
 a CH3COo−H2O系中への溶解量が増加する
ため、それぞれの添加量を上記値より増加させなければ
ならない。
しかしながら、本発明にかかる蓄熱材を空調用蓄熱装置
等で使用する際には、100〜1ooOK9程度用いる
のが普通であると考えられる。そのような場合には、N
aCH3Co0・3H20結晶が融解した状態において
も、全体が均一な組成にならず、上部にはN a CH
3C○○の低濃度の溶液が、下部には結晶核形成材の沈
澱物、およびN a CHs COOと結晶核形成材と
の高濃度液体が存在することになる。そのため、結晶核
形成材の混合量が、均一な溶液を形成する場合の最少量
に比較してはるかに少量でも、結晶核形成材がNaCH
3COO−H2O系中に溶解してしまわずに結晶核形成
材として作用する。結晶核形成に必要な前記結晶核形成
材の最少量つまり混合量の下限は、用いるN a CH
3C0O−H2O系の量や蓄熱材を収納する容器の形状
に依存するため、その使用形態に応じてそれぞれについ
て適宜決めてやればよい。
しかし、あまり大量に結晶核形成材を加えることは、蓄
熱材として好ましいことではなく、蓄熱材全体として見
た場合の蓄熱量の減少につなかる。
そのため、実用的には、結晶核形成材の混合割合は、N
a、CH3COO−H2O系100重量部に対して、4
0重量部を超えないことが望ましい。
実施例の説明 実施例1 NaCH3COO・3H2010001と第1表に示し
た結晶核形成材101をビーカーに入れ、ウォーターバ
ス中で75°Cまで加熱して、N a CH3COo・
3H20をすべて融解した。この混合物を内径100m
m 、長さ100 mrhの円筒形容器に収納し、熱電
対挿入管を付した栓で密封した。その容器をウォーター
バス中に入れ、76°Cと40°Cの間で加熱冷却を連
続して行なった。
第 1 表 (1)tm:融点 (2)td:分解温度 第2図は、結晶核形成材として、7ノ化リチウムを用い
た場合の試料を、連続して100回加熱と冷却を繰り返
しだ際の過冷却度すなわち凝固温度と過冷却の破れる温
度との差の変化の様子を示繰シ返し回数を対数目盛で示
したものであり、縦軸は過冷却度(°C)である。この
図より、本実施例の蓄熱材の加熱および冷却を1000
回繰り返しても、過冷却度が3〜4°Cの範囲で安定し
ており、過冷却防止機能は劣化せずに、有効に作用して
いるのがわかる。
ところで、第3図は結晶核形成材としてフッ化す]・リ
ウムを用いた場合の過冷却度であり、第4図は、フッ化
水素すトリウムを用いた場合、第5図はフッ化ストロン
チウムを用いた場合、第6図はフッ化チタンカリウムを
用いた場合、第7図はフッ化マンガンを用いた場合、第
8図は7ノ化コバルトを用いた場合である。これらの実
施例の試料はいずれも、過冷却度が3〜4°C刊近で非
常に安定している。
実施例2 N a CH3CO0・3 H20500Kyと第1表
に示した結晶核形成材6oQyとを内部にヒータを有す
る内径80筋、高さ90+zの円筒形容器中に収納内部
のヒータでNaCH3COO・3H2oを70’(、j
で加熱して、NaCH3Co0・3H20をすべて融解
した。それからヒータによる加熱を停止し、冷却したと
ころ、結晶核形成材としてフン化リチウム。
フッ化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム、フッ化スト
ロンチウム、フン化チタンカリウム、フン化マンガン、
ならびにフッ化コバルトのいずれを用いた場合にも、6
5°C付近で過冷却が破れ、容器内部の温度が68°C
4で上昇した。その後60回加熱と冷却を繰返したが、
いずれの場合も過冷却度が約3°Cのところで安定して
過冷却が破れ、本実施例の蓄熱材が十分蓄熱材として機
能することが確認出来た。
比較例1 Na CHCoo ・3H201000Fを実施例1と
同様の容器に収納し、76°Cまで加熱してN a C
H3CO0・3H20をすべて融解した。その後冷却し
たところ、室温まで達してもN a CHs COo・
3H20は結晶化しなかった。
比較例2 NaCH3Co0・3H3H2O5oOを実施例2と同
様の容器に収納し、容器内部のヒータでNaCH3CO
O・3H20を70″Cまで加熱して、N a CHs
 600弓H20をすべて融解した。その後ヒータによ
る加熱を停止して冷却したところ、室温まで過冷却して
しまった。
比較例3 NaCH3COO・3H201o○Olと、フッ化ニオ
ブ(NbF6. tm=75.5℃)101を実施例1
と同様の容器に収納し、76°Cまで加熱してNaCH
3COO・3H20をすべて融解した。その時フン化ニ
オブも同時に融解してしまった。その後、冷却した所室
温まで達してもN a CH3COo・3H20は結晶
化しなかった。
発明の効果 以上実施例で示したように、本発明の蓄熱材はN a 
CH3COOH20系に、NaCH3COO・3H20
の結晶核形成材として80″C以下の温度で融解したり
、分解したりしないフッ化物を含有させた蓄熱材である
から過冷却のほとんど示さない安定した吸収熱性能な有
し、安価でかつ蓄熱量の大きなものとなっている。そし
て、実施例ではこれら結晶核形成材を単独で使用した場
合について示しているが、その複数種を組合わせて使用
しても同等の作用効果を得ることができるものであるO
本発明の蓄熱材は、空調用の蓄熱装置だけでなく、蓄熱
式保温器等の蓄熱を利用するあらゆる方面に応用可能な
ものである。
4、簡単な図面の説明 第1図は、酢酸ナトリウム−水系の状態図である。第2
図から第8図は、本発明にかかる蓄熱材−の実施例を1
00回繰り返し加熱・冷却したときの過冷却度の変化の
様子を示すものである0代理人の氏名 弁理士 中 尾
 敏 男 ほか1名第1図 0 20 # 6θ80 100 H2ONtrCHaCOO(皇量催 “CH3″0第2
図 峠す返し同校(回ジ 第3(!l r to to。
辣り吸し固飲(回り 第4図 繰り返しrgJ数(回) 第5図 / fθ lθθ 櫓や リ 返 し 回 蚊 (凹) 第6図 練り返し同校(回う 第7図 1 10 ζ栗り返し回数(回り

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酢酸ナトリウム(N a CHs COO)と水
    (H2O)よりなる系に、結晶核形成材として80’C
    以下の温度で融解したり分解したりしないフン化物を含
    有させたことを特徴とする蓄熱材。
  2. (2)80’C以下の温度で融解したり分解したりしな
    いフッ化物が、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナト
    リウム(NaF)、フッ化水素ナトリウム(NaHF2
     ) lフッ化ストロンチウム(SrF2)lフッ化チ
    タンカリウム(K2TtF6) 、 −yッ化マンガン
    (庵F2) 、ならびにフッ化コバルト(CoF3)よ
    りなる化合物群より選択された少なくとも1種であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱材。
  3. (3)酢酸ナトリウムと水とよりなる系において、酢酸
    ナトリウムが40〜80重量係含以上ていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱材0(4) 酢
    酸ナトリウムと水とよりなる系100重量部に対する結
    晶核形成材の配合量が40重量部を超えないことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱材。
JP22931783A 1983-12-05 1983-12-05 蓄熱材 Granted JPS60120786A (ja)

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US06/677,248 US4595516A (en) 1983-12-05 1984-12-03 Heat storage material
DE8484308406T DE3470322D1 (en) 1983-12-05 1984-12-04 Heat storage material
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5610359A (en) * 1979-07-05 1981-02-02 Kansai Paint Co Ltd Electrostatic powder spray gun

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5610359A (en) * 1979-07-05 1981-02-02 Kansai Paint Co Ltd Electrostatic powder spray gun

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JPH0443951B2 (ja) 1992-07-20

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