JPS61155488A - 蓄熱材 - Google Patents

蓄熱材

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JPS61155488A
JPS61155488A JP59280313A JP28031384A JPS61155488A JP S61155488 A JPS61155488 A JP S61155488A JP 59280313 A JP59280313 A JP 59280313A JP 28031384 A JP28031384 A JP 28031384A JP S61155488 A JPS61155488 A JP S61155488A
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heat
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fluoride
lithium
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JP59280313A
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JPS6367832B2 (ja
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Takahiro Wada
隆博 和田
Takahito Ishii
隆仁 石井
Tomio Arikawa
富夫 有川
Hiroshi Komeno
米野 寛
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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。
従来の技術 一般的に、蓄熱材には、物質の珈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
、または単位体積当りの蓄熱量が大きく、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。
また、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まわずに、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(CH3C0
2Na・3H2O、融点的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CH3C02Na・3H2O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−2O″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、その温度以下に冷却
されてしまう現象であるから、融解潜熱を利用した蓄熱
材にとって致命的なものとなる。
最近このCH3GO2N a・3H2oの過冷却を防止
するために結晶核形成材として臭素酸バリウム1水塩(
特公昭57−81297)やコハク酸2ナトリウム6水
塩(特公昭59−543)等を添加することが提案され
ている。
発明が解決しようとする問題点 ところで、現在知られている結晶核形成材を含んだCH
3CO2Na・3H2oを主体とする蓄熱材は、いずれ
もその耐熱温度は低く、80″C以上に加熱されると含
まれている結晶核形成材の活性が急速に失なわれてしま
い、そのため蓄熱材として動作CH3CO2N aを4
0重量パーセントから80重量パーセントの範囲で含有
するCH3CO2NaとH2Oより成る系を主成分とし
、CH3CO2Na−3H2Oの結晶化の際の過冷却を
防止するための結晶核形成材として、リチウムの複フッ
化物を含有させる。好ましくは、リチウムの複7ノ化物
はチタンフッ化リチウムLt2TtF6)、ジルコンフ
ッ化リチウム(Li2ZrF6)、  ならびにケイフ
ッ化リチウム(Li2SiF6)のうちの少なくとも1
橿である。
作  用 リチウムの複フフ化物は、80°C以上に加熱された場
合でもCH3CO3Na・3H2oの結晶核形成材とし
ての活性を失わず、繰り返し使用Kgして過冷却を有効
に防止することができる。
実施例 ところで、第1図に0H3CO2Na−H2O系の状態
図を示す。この因より、0M3CO2Na  eso、
a重量%とH2O3e、rgIチとからなる系は0M3
CO2Na−3H2O組成に相当し、この組成では、過
冷却が起こらなければ約68℃で融解と凝固が起こるの
がわかる。また0M3CO2Na 50重量%とf(2
O50重量−の系は、約66℃以上の温度では均一なC
H3CO2Na水溶液となる。この均一な水溶液を66
°C以下に冷却すると、過冷却が起こらなければ、CH
3CO3Na・3H2oが結晶化しはじめ、冷却される
に従ってCH3CO2Na−3H2゜結晶の比率が増加
する。約30°CJで冷却されると、60重量%のCH
3CO2N a−H2O系全質量の約60%がCH3C
O2Na#3H2Oの結晶となり、残り40%がCHa
Co2Na水溶液として存在すムそのため、CH3CO
2N a 50重量%とH2O50重量%の系は、66
°C以上の温度から30″Cまで冷却されると、過冷却
がほとんどなく、αl−a C02Na・3H2Oがう
まく結晶化したとすると、単位質量当りCH3CO2r
Ja −3H2O組成の場合の約60%の潜熱が得られ
ることになる。また、0(3cO2Na−H2゜系の水
の比率が高くなるとともに、蓄熱材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比率をコントロー
ルすることによって、Y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、大いに蓄熱材の応
用範囲が広がる。しかし、あまυCH3CO2rJa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、CH3CO□Naを4
0重量%以上含有するCH3CO2Na−H2O系をm
−るのが適切である。
逆に、CH3CO2Na−H2O系においてCH3CO
2Na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、CH3CO2Naを60.3重量%以上含有
する系では、68°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、CH3CO
3Na・3H2oが結晶化する。しかし、当然系全体が
0M3CO2Na ・3H2Oとならず、一部CH3C
O2Naのまま残る。それで、CHs CO2N aを
80重量%ヨシ多く含むCH3CO2Na−H2O系で
は単位質量当りの潜熱量がCH3CO2N a・3H2
O組成の場合の約50%以下になるため実用的でなくな
る。そのため、実際用いるCH3CO2Na−H2O系
は、CH3CO2Naを80重量%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CH3CO2Naの
濃度が68重量%以上で、結晶核形成材がLi2TiF
6.Li2ZrF6ならびにL 12 S iF eの
うちのどれかの場合には、CH3CO2N&とH2゜よ
り成る系100重量部に対して、1.0重量部程度で十
分に効果があシ、さらにそれ以上含有しても、当然効果
がある。CH3CO2Naが55g1i%未満である系
の場合には、それが68重量%以上含まれている系に比
較して、結晶核形成材のCH3CO2Na−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、100〜1ooo11;p程度用
いるのが普通であると考えられる。そのよウナ場合ニハ
、0M3CO2Na −3H2O結晶カ融解した状態に
おいても、全体が均一な組成にならず、上部にはCH3
CO2N aの低濃度の溶液が、下部(は結晶核形成材
の沈澱物、およびCH3CO2Na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、均一な浴液を形成
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CH3CO2N a−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も結晶核形成に必要
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CH30Q2Na 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、その愛用形態に応じてそ
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がる。
そのため、実用的には、結晶核形成材の混合割合は、C
H3C02Na−H2O系100Ji童部に対して、4
0重量部を超えないことが望ましい。
実施例1 各々、CH3CO2N&・3H2O1ooo2と下記第
1表に示した結晶核形成材102とをビーカーに入れ、
ウォーターバス中で75°Cまで加熱して、CHs C
O2N a・3H2Oをすべて融解して試料を作成した
第1表 この混合物を内径10100au長さ1o〇−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、86°Cと4o″C
の間で加熱冷却を連続して行なった。
第2図は、結晶核形成材として、Li2TiF6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
した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したものである。図の横軸は
加熱冷却サイクルの繰り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100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。
第3図と第4図はそれぞれ結晶核形成材として、L l
 2 Z r F eとLi2SiF6を用いた場合で
ある。これらの場合もL i 2T t F6を用いた
場合と回部に、過冷却度が3〜4°C付近で非常に安定
していた0実施例2 CH3CO2rJa−sH2O500#と第1表に示し
た結晶核形成材600?とを内部にヒータを有する内径
80crn、高さ9ocfnの円筒形容器中に収納し、
熱′電対挿入管を付したふたで密封した。容器内Hoヒ
−pでCH30Q2Na・3H2Oを86°Cまで加熱
して、0M3CO2Na・3H2O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、Li2TiF6.Li2ZrF6
ならびに、Li2SiF6のいずれを用いた場合にも、
66°C付近で過冷却が破れ、容器内部の縣Kが68°
Cまで上昇した。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の所で安定して過
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。
実施例3 C1(3Go2N&・3H2O1000Fと第1表に示
した結晶核形成材2O1金実施例1と同様の容器にそれ
ぞれ収納し、ウォーターパス中で90°Cで48時間加
熱した。その後、その容器をウォーターパスから取り出
しN@で放置したところ、いずれの結晶核形成材を用い
た場合にも約53°CCM3CO2Na−3H2OcD
結晶IE開mした。
以上の実施例では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
も同様の作用効果を得ることかできる。
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Cf(3
C02Na−1(2O系に、Cf(3CO□Na−aH
2Oの結晶核形成材として、リチウムの複フフ化物を含
有させた蓄熱材であるから、耐熱@度が高く過冷却をほ
とんど示さない安定した吸収熱性能を有し、安価でかつ
蓄熱量の大きなものでろる0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。
【図面の簡単な説明】
第1因は酢酸ナトリウム−水系の状態図、第2因、第3
図、第4図は本発明の実施例における蓄熱材の繰り返し
加熱・冷却に対する過冷却度の変化を示すグラフである
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1 
2  oo  <   寸  〜 )   区 9  
ロ  喝 寸  〜 51  咽史叶寝?      
型受旨萼?脈 区ミ a3  %−0寸 〜 Q −P  咽史W侠七 派

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酢酸ナトリウム(CH_3CO_2Na)を40
    重量パーセントから80重量パーセントの範囲で含有す
    る酢酸ナトリウムと水(H_2O)よりなる系に、酢酸
    ナトリウム3水塩(CH_3CO_2Na・3H_2O
    )の結晶核形成材としてリチウムの複フッ化物を含有さ
    せた蓄熱材。
  2. (2)リチウムの複フッ化物がチタンフッ化リチウム(
    Li_2TIF_6)、ジルコンフッ化リチウム(Li
    _2ZrF_6)、ケイフッ化リチウム(Li_2Si
    F_6)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
    特許請求の範囲第1項記載の蓄熱材。
JP59280313A 1984-12-27 1984-12-27 蓄熱材 Granted JPS61155488A (ja)

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