JPS6153383A - 蓄熱材 - Google Patents

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、ＣＨｓ　Ｃ００Ｎ　ａ　・３　Ｈｘ　Ｏを主
体とする蓄熱材に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般的に蓄熱材には、物質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べ
て、単位重量由り、あるいは単位体積当りの蓄熱量が太
き（、かつ相変化点において一定温度の熱を取り出せる
特徴を有する。この潜熱利用蓄熱材として、有機物系、
無機物系各々の数多くの物質が検討されている。なかで
も水和塩は、その結晶中の水分子の関与により、相変化
、特に融解・凝固の際の潜熱が大きく、蓄熱材として有
望視されている。

ところが一般的に、水和塩は過冷却現象を示し、その度
合が大きいために、所望の温度での相変化を、長期間に
わたって確実に行なわせることが非常に困難である。

ＣＨｓＣＯＯＮａ　・３Ｈ２０は、融解・凝固の相変化
温度が５８℃であり、その際の潜熱が約３４０１／ｃＭ
Ｐと大きいため、暖房用あるいは給湯用などの蓄熱材と
して適している。しかしＣＨｓ　ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０
は過冷却の度合が大きく、加熱により完全に融解した後
に冷却した場合、０℃付近まで容易に過冷却を起こして
凝固しない性質を有する。この過冷却現象は、仮に一旦
ＣＨｓＣＯＯＮＢ・３Ｈ２０に蓄熱しても、所定の温度
の熱を取り出せないという不都合を生じさせる。従って
ＣＨｓＣＯＯＮａ・３Ｈ２０を蓄熱材として用いる場合
には、この過冷却を防止することが、実用化に際して重
要な課題となる。

〔発明の目的〕

本発明は、水和塩であるＣＨｓＣＯＯＮａ　・３ｆｈＯ
の過冷却を防止し実用性に優れた蓄熱材を提供すること
を目的としている。

〔発明の概要〕

本発明の特徴はＣＨａＣＯＯＮａ・６Ｈ２０を蓄熱材の
主成分とし、過冷却防止のためにＮａ２ＳＯ３を加えろ
点にあり、好ましくはＮａ２ＳＯ３・７Ｈ２０がよい。

実際にＣＨａＣＯＯＮａ・６Ｈ２０の過冷却防止効果を
有するのはＮａ２ＳＯｓ　＠７ＨｚＯであり、ＮａｚＳ
Ｏａのような無水塩を加えて混合しても、蓄熱材中の水
と反応してＮａｚＳＯｚ・７Ｈ２０となりうるので過冷
却防止材として作用するものであるが、より確実な過冷
却防止効果を得るためにはＮａ２ＳＯ３・７Ｈ２０が好
ましいのである。

ＣＨ３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０にＮａ　２　ＳＯ３”　７
Ｈ２０を加えてなる混合物を６０℃以上に昇温するとＣ
Ｈ３ＣＯＯＮａ−３ＨｚＯ＆”！　５８℃で融解するが
、ＮａｚＳＯｓ・７ＨｚＯは融解せずに固体として残り
、底部に沈殿する。

完全にＣＨａ　Ｃ００Ｎ　ａ・３Ｈ２０が融解した後、
この混合物を冷却すると、約５３℃まで冷却さｎると同
時に底部に沈殿しているＮａｚＳＯａ　”７Ｈ２０の結
晶表面からＣＨａＣＯＯＮａ　ｅ５ＨｚＯの結晶が成長
し始め、この結晶が成長している間混合物の温度は５８
℃に保たれる。

Ｎａ２ＳＯｓ・７Ｈ２０はＣＨｓ　ＣＯＯＮａ　”　５
Ｈ２０の融液に若干溶解するため、十分な過冷却防止効
果を得るためにはＣＨｓＣＯＯＮａ−３Ｈ２０１００重
量部に対してＮａ２ＳＯｓ＠７Ｈ２０を０．０１重量部
以上添加する必要がある。さらにそ几以上加えても、も
ちろん過冷却防止効果を有するものであるが、あまり多
量にＮａｚＳＯｚ・７Ｈ２０を加えることは、単位体積
当りのＣＨ３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０の比率が低下するた
め、蓄熱材全体として見た場合の蓄熱量の減少をまねく
のであまり好ましくはない。従って、Ｎａ２ＳＯ３・７
Ｈ，０の実用的な添加量としては、ＣＨｘＣＯＯＮａ・
３Ｈｚ０１００　重量部に対して、α０１重量部から３
ＯＮ量部程度が好ましい。

ＣＨｓＣＯＯＮａ・３ＨｚＯの過冷却防止材としてＮａ
２ＳＯｘ・７Ｈ２０を用いるにあたっては、他のＣＨｓ
ＣｏＯＮ　ａ・３Ｈ２０の過冷却防止材と併用しても良
い。

またＮａ２ＳＯ３”７Ｈ２０の結晶粒子をＣＨｓ　Ｃ０
０Ｎ　ａ　−３￥２０の融液中に均一に分散させるため
に、カルボキシメチルセルロースなどのゲル化材ヲさら
に添加したり、あるいはＮａ２５Ｏａ・７Ｈ２０の結晶
粒子を合成樹脂などによりペレット状や棒状に成形した
ものを使用しても良い。さらにまた、凝固発熱温度調節
材などの他の添加物と併用しても確実な過冷却防止効果
が認められる。

〔発明の実施例〕

ＣＨｓＣＯＯＮａ・３Ｈ２０２０ｇとＮａｘＳＯＰ７Ｈ
２０ＩｌｌＬ２ｇを内径１８ｒｎｒｎ、長さ１８０馳の
試験管に入れ、その中央部に熱電対（Ｃ，Ｃ）を挿入し
、上端をゴム栓で密封した。また比較のためにＣＨｓＣ
ＯＯＮａ・３Ｈ２０２０ｇのみを上記の試験管に入れ同
様に密封した。そしてこれらの試験管を７０℃の恒温槽
に入れ、ＣＨｓＣＯＯＮａ”３ＨｚＯが完全に融解して
その温度が７０℃になるまで十分に加熱した。次にこれ
らの試験管を２０°Ｃの恒温槽に入れて冷却し、その際
の試験管内の温度変化を測定した。その結果を第１図に
示す。

ＮａｚＳＯｓ・７Ｈ２０を添加しなかった試験管（図１
０Ｂ）では、ＣＨｓＣＯＯＮａ・３ＨｚＯは過冷却現象
を生じ、凝固拳発熱することなく２０℃まで温度が低下
した。一方Ｎａ２ＳＯｓ・７Ｈ２０を添加した試験管（
図１のＡ）では、５５℃まで過冷却した後、ＮａｚＳＯ
ｚ”７ＨｚＯの結晶粒子表面よりＣ１（３ＣＯＯＮａ・
３Ｈ２０の結晶が成長し始め、それとともに試験管内の
温度は５８℃まで上昇した。さらにその後の約３０分間
にわたり、試験管内の温度は５８℃のままであった。

次に上記の加熱と冷却の熱サイクルを連続して１０００
回行りた。第２図はその際のＮａ２ＳＯ３７Ｈ２０を添
加した試験管における過冷却の破れる温度（図２のＣ）
と、その後約３０分間にわたって続（ＣＨｓＣＯＯＮａ
・３Ｈ２０の凝固−発熱時の試験管内の温度（図２のＤ
）を示したものである。この図よりＣＨｓＣＯＯＮａｍ
３ＨｚＯにＮａ２ＳＯ３７Ｈ２０を添加すれば、加熱・
冷却の熱サイクルを１０００回繰り返しても、ＣＨ３Ｃ
ＯＯＮａ　争３ＨｚＯの過冷却は５２〜５３℃以上の温
度でａ笑に破れ、５８℃で凝固発熱を繰り返せることが
わかる。一方、Ｎａ２５Ｏｓｅ７Ｈ２０を添加しなかり
た試験管では、この１０００回の熱サイクルの間に一度
もＣＨａＣＯＯＮａ・３Ｈ２０の凝固・発熱は認められ
なかった。

〔発明の効果〕

実施例で示したように、過冷却の度合の大きいＣＨ３Ｃ
Ｏ０ＮａＩＩ３Ｈ２０に過冷却防止材としてＮａｇＳＯ
ｓ・７Ｈ２０を添加することにより、５２〜５３℃以上
の温度で確実に過冷却を破ることができ、約５８℃での
安定した放熱特性を有する実用性に優れた潜熱利用蓄熱
材を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で述べたＣＨｓＣＯＯＮａ−５ＨｚＯＫ
ＮａｚＳＯｓ・７ＨｘＯを添加した混合物を入れた試験
管間及びＣＨｓＣＯＯＮａ・３Ｈ２０だけを入れた試験
管ＣＢ）における冷却時の試験管中央部の温度変化を示
す図であり、第２図は上記試験管間を連続して１０００
回繰り返し加熱と冷却を行った際の、過冷却の破れる温
度（Ｑとその後の凝固・発熱温度を示す図である。 （つ。）　　３ｆ委 （○。）　”舌７−ｖ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酢酸ナトリウム３水塩（ＣＨ＿３ＣＯＯＮａ・３Ｈ
   ＿２Ｏ）あるいは酢酸ナトリウム３水塩を４０重量％以
   上含む組成物に亜硫酸ナトリウム（Ｎａ＿２ＳＯ＿３）
   を加えてなる混合物であることを特徴とする蓄熱材。 ２、酢酸ナトリウム３水塩１００重量部に対して亜硫酸
   ナトリウムが０．０１重量部から３０重量部の範囲で含
   まれていることを特徴とする特許請求範囲第１項記載の
   蓄熱材。 ３、亜硫酸ナトリウムが亜硫酸ナトリウム７水塩（Ｎａ
   ＿２ＳＯ＿３・７Ｈ＿２Ｏ）であることを特徴とする特
   許請求範囲第１項記載の蓄熱材。