WO2021064990A1 - 蓄熱装置 - Google Patents

蓄熱装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021064990A1
WO2021064990A1 PCT/JP2019/039328 JP2019039328W WO2021064990A1 WO 2021064990 A1 WO2021064990 A1 WO 2021064990A1 JP 2019039328 W JP2019039328 W JP 2019039328W WO 2021064990 A1 WO2021064990 A1 WO 2021064990A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
group
heat storage
general formula
storage material
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/039328
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英治 信時
寺井　護
拓海 於保
泰光 野村
佐藤　稔
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN201980100820.9A priority Critical patent/CN114450377B/zh
Priority to EP19948001.3A priority patent/EP4039769A4/en
Priority to PCT/JP2019/039328 priority patent/WO2021064990A1/ja
Priority to US17/625,091 priority patent/US20220259475A1/en
Priority to JP2020508414A priority patent/JP6704553B1/ja
Publication of WO2021064990A1 publication Critical patent/WO2021064990A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2800/00—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed
    • C08F2800/10—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed as molar percentages
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a heat storage device having a heat storage material.
  • a heat storage device having a heat storage material In facilities having a heat source such as homes, offices, factories, and waste treatment facilities, most of the exhaust heat at a low temperature of about 120 ° C. or lower is exhausted without being used. In order to effectively utilize such exhaust heat, a heat storage material that stores low-temperature exhaust heat at a high density is required. In order to satisfy these requirements, it is highly convenient and preferable to use water under normal pressure as the heat medium of the heat storage material. Therefore, the melting point of the heat storage material is preferably 100 ° C. or lower. Examples of the inorganic heat storage material include inorganic hydrated salts such as barium hydroxide octahydrate having a melting point of 78 ° C.
  • examples of the organic heat storage material include paraffin, fatty acid, sugar alcohol and the like. However, these paraffins, fatty acids, sugar alcohols and the like have not been put into practical use because the heat storage density derived from the heat of fusion is small.
  • Patent Document 1 discloses a heat storage material that produces a hydrate by cooling a mixture of a guest substance and water as a host substance. Further, in recent years, a heat storage material using hydrogel has been known. The heat storage material using hydrogel maintains non-fluidity even in the temperature range above the phase transition temperature, and stably maintains non-fluidity even if cooling and heating are repeated with the phase transition temperature in between. Can be done. As such a heat storage material, Patent Document 2 describes an inorganic or water-based heat storage material retained in the first gelling material and the second gelling material, and the first gelling material and the second gelling material. A heat storage material having a material is disclosed.
  • the first gelling material is produced by cross-linking at least one polymer selected from a polyacrylamide derivative, polyvinyl alcohol, sodium polyacrylate or sodium polymethacrylate.
  • the second gelling material is a polysaccharide, agar or gelatin.
  • Patent Document 3 discloses a heat storage device including a heat exchanger that heats the heat storage material by exchanging heat with the heating fluid and stores the heat in the heat storage material.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat storage device that is applied to a cooling device and whose size is suppressed.
  • the heat storage device contains a heat storage material having a temperature-sensitive polymer gel composed of a solvent selected from the group consisting of water, an organic solvent, and a compound of water or an organic solvent, and a temperature-sensitive polymer. Heat is exchanged with the heat-cooling solvent and the heat-retaining material to heat or cool the heat-retaining material to store hot or cold heat in the heat-retaining material, and heat is exchanged with the heat-utilizing solvent to absorb heat from the heat-retaining material.
  • a heat storage material having a temperature-sensitive polymer gel composed of a solvent selected from the group consisting of water, an organic solvent, and a compound of water or an organic solvent, and a temperature-sensitive polymer. Heat is exchanged with the heat-cooling solvent and the heat-retaining material to heat or cool the heat-retaining material to store hot or cold heat in the heat-retaining material, and heat is exchanged with the heat-utilizing solvent to absorb heat from the heat-retaining material.
  • the heat storage material It is equipped with a heat exchanger that dissipates heat from the heat storage material, and the heat storage material has a reversible change in hydrophilicity and hydrophobicity with the lower limit critical solution temperature as a boundary, and the change in hydrophilicity and hydrophobicity.
  • the solvent contained in the temperature-sensitive polymer gel maintains a liquid state.
  • the heat storage material reversibly changes between hydrophilicity and hydrophobicity with the lower limit critical solution temperature as a boundary, and is a temperature-sensitive polymer gel in the process of changing between hydrophilicity and hydrophobicity.
  • the solvent contained in is maintained in a liquid state. Therefore, the increase in size is suppressed.
  • the heat storage device can store cold heat in the heat storage material. In this way, the heat storage device is applied to the cooling device and the increase in size is suppressed.
  • FIG. 1 It is a circuit diagram which shows the heat storage system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the heat storage apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view which shows the heat storage apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a heat storage system 2 according to the first embodiment.
  • the heat storage system 2 uses the heat storage device 1 to perform cooling or heating at the heat radiating terminal 23.
  • the heat storage system 2 includes a heat source 3, a heating / cooling pump 52, a circulation pump 22, a heat storage device 1, a heating / cooling fluid, and a heat utilization fluid.
  • the lower joint 15 of the heating / cooling pipe 13 and the heat source 3 are connected by an inlet pipe 50 via a heating / cooling pump 52, and the heat source 3 and the upper joint 15 of the heating / cooling pipe 13 are connected by an outlet pipe 51. ing.
  • the heat source circuit 31 is configured, and the heating / cooling fluid circulates in the heat source circuit 31.
  • the heat source 3 generates heat, and is, for example, an electric heater, a vapor compression type heat pump driven by electric power, or the like.
  • the heat source 3 heats the heating / cooling fluid that has flowed in through the inlet pipe 50.
  • the heating / cooling pump 52 conveys the heating / cooling fluid.
  • the heating / cooling fluid flowing through the inlet pipe 50 is conveyed to the heat source 3, and the heating / cooling fluid flowing out of the heat source 3 flows through the outlet pipe 51 for heating and cooling. It is conveyed to the pipe 13.
  • the circulation pump 22 conveys the heat utilization fluid, conveys the heat utilization fluid flowing through the return pipe 20 to the heat storage device 1, and causes the heat utilization fluid flowing out from the heat storage device 1 to flow through the outgoing pipe 21 to dissipate the heat dissipation terminal 23.
  • the heating / cooling fluid is, for example, water, an antifreeze solution such as ethylene glycol or propylene glycol, or a refrigerant such as HFC or CO 2.
  • the lower joint 15 of the heat utilization pipe 14 and the heat dissipation terminal 23 are connected by a return pipe 20 via a circulation pump 22, and the upper joint 15 of the heat utilization pipe 14 and the heat dissipation terminal 23, which is a heat utilization terminal, are connected to each other. It is connected by a forward pipe 21.
  • the utilization circuit 32 is configured, and the heat utilization fluid circulates in the utilization circuit 32.
  • the heat-utilizing fluid is, for example, water, an antifreeze solution such as ethylene glycol or propylene glycol.
  • the heat radiating terminal 23 is, for example, a floor heating panel, a fan coil unit, or a hot water radiator panel.
  • the heat dissipation terminal 23 is an example of a heat utilization terminal, and the cold heat and heat dissipated by the heat utilization fluid at the heat dissipation terminal 23 are used for cooling or heating.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the heat storage device 1 according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view showing the heat storage device 1 according to the first embodiment
  • the heat storage device 1 includes a container 10 and a heat exchanger 11.
  • the container 10 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape, is made of SUS (stainless steel), and has a thickness of 1 mm.
  • the inside of the container 10 is filled with the heat storage material 60.
  • the container 10 houses the heat exchanger 11, and a plurality of openings (not shown) into which the heating / cooling pipe 13 and the heat utilization pipe 14 of the heat exchanger 11 are inserted are formed on the upper surface and the lower surface. ing.
  • the heat exchanger 11 is, for example, a fin-and-tube type, and has a heating / cooling pipe 13, a heat utilization pipe 14, and a plurality of fins 12.
  • the heating / cooling pipe 13 is formed by processing a metal such as SUS or Cu into a cylindrical or flat shape, and a heating / cooling fluid for heating or cooling the heat storage material 60 flows therein.
  • the heating / cooling pipe 13 is inserted into openings formed on the upper surface and the lower surface of the container 10, and is provided so as to straddle the inside and the outside of the container 10. Joints 15 are provided at both ends of the heating / cooling pipe 13 (see FIG. 1).
  • the type of the joint 15 can be appropriately changed according to the structure of the heat storage system 2 provided with the heat storage device 1, and examples thereof include a quick fastener joint and a Swagelok joint.
  • a quick fastener joint By providing the joint 15 in the heating / cooling pipe 13, it becomes easy to connect the heat storage device 1 to the inlet pipe 50 and the outlet pipe 51.
  • the heat utilization pipe 14 is formed by processing a metal such as SUS or Cu into a cylindrical or flat shape, and a heat utilization fluid for absorbing heat from the heat storage material 60 flows inside.
  • the heat utilization pipe 14 is inserted into openings formed on the upper surface and the lower surface of the container 10, and is provided so as to straddle the inside and the outside of the container 10.
  • Joints 15 are provided at both ends of the heat utilization pipe 14 (see FIG. 1).
  • the type of the joint 15 can be appropriately changed according to the structure of the heat storage system 2 provided with the heat storage device 1, and examples thereof include a quick fastener joint and a Swagelok joint.
  • the fins 12 are plates made by processing a metal such as SUS or Al into a plate shape, and are arranged substantially in parallel.
  • a plurality of openings are formed in the fins 12, and the heating / cooling pipes 13 and the heat utilization pipes 14 are inserted into the openings of the plurality of fins 12 arranged substantially in parallel.
  • the heat exchanger 11 exchanges heat with the heating / cooling fluid to heat or cool the heat storage material 60 to store heat in the heat storage material 60, and exchanges heat with the heat utilization fluid to absorb heat from the heat storage material 60 to absorb the heat storage material 60. Heat is dissipated from.
  • the heat exchanger 11 may have a structure capable of heating and dissipating heat from the heat storage material 60, and the shape and material can be changed as appropriate.
  • the heat exchanger 11 may have a shape in which the heating / cooling pipe 13 and the heat utilization pipe 14 are arranged at a high density without having the fins 12.
  • the heat exchanger 11 may have a shape in which a layer through which the heating / cooling fluid flows, a layer through which the heat utilization fluid flows, and a layer filled with the heat storage material 60 are arranged in a layered manner.
  • the heat storage material 60 has a temperature-sensitive polymer gel composed of a solvent selected from the group consisting of water 62, an organic solvent, and a compound of water 62 or an organic solvent, and a temperature-sensitive polymer 61.
  • the heat storage material 60 dissipates heat or absorbs heat when the temperature-sensitive polymer 61 adsorbs or desorbs water 62.
  • the density of the hydrophobicized temperature-sensitive polymer 61 is higher than the density of water 62, and the density of the temperature-sensitive polymer 61 containing the hydrophobic bubbles is lower than the density of water 62.
  • the heat storage material 60 In the heat storage material 60, hydrophilicity and hydrophobicity change reversibly with the lower limit critical solution temperature as a boundary, and the solvent contained in the temperature-sensitive polymer gel is contained in the process of change between hydrophilicity and hydrophobicity. It maintains a liquid state.
  • the lower critical solution temperature is referred to as Lower Critical Solution Temperature: LCST.
  • the temperature-sensitive polymer 61 exhibits hydrophilicity on the lower temperature side than LCST and hydrophobicity on the higher temperature side than LCST. That is, the temperature-sensitive polymer 61 reversibly changes in hydrophilicity and hydrophobicity with the lower limit critical solution temperature as a boundary.
  • Examples of the temperature-sensitive polymer 61 include polyvinyl alcohol partial vinegar, polyvinyl methyl ether, methyl cellulose, polyethylene oxide, polyvinyl methyl oxazolidinone, poly N-ethyl acrylamide, poly N-ethylmethacrylate, and poly Nn-.
  • the temperature-sensitive polymer 61 has a crosslinked structure and has one or more functional groups selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphate group at the molecular end.
  • the molar ratio of the repeating unit constituting the temperature-sensitive polymer 61, the functional group, and the unit of the crosslinked structure is 99: 0.5: 0.5 to 70:20:10.
  • the temperature-sensitive polymer 61 preferably has a molar ratio of a repeating unit constituting the temperature-sensitive crosslinked polymer, a functional group, and a crosslinked structural unit of 98: 1: 1 to 77: 18: 5. ..
  • the ratio of repeating units is too large, the heat storage density will decrease.
  • the case where the ratio of the repeating unit is large is, for example, a case where the ratio of the repeating unit exceeds 99 mol% when the total of the repeating unit, the functional group and the crosslinked structural unit is 100 mol%.
  • the proportion of repeating units is too small, LCST will not be shown.
  • the case where the ratio of the repeating unit is small is, for example, a case where the ratio of the repeating unit is less than 70 mol% when the total of the repeating unit, the functional group and the crosslinked structural unit is 100 mol%.
  • the crosslinked structural unit is a structural unit introduced by using a crosslinking agent when producing the temperature-sensitive polymer 61 such as the above-mentioned polyvinyl alcohol partially vinegarized product and polyvinyl methyl ether.
  • the cross-linking agent may be referred to as a cross-linking monomer.
  • examples of the cross-linking agent include N, N'-methylenebisacrylamide, N, N'-diallylacrylamide, N, N'-diacryloylimide, N, N'-dimethacryloylimide, trimethylolformal, diallylnaphthalate, and the like.
  • the organic solvent is selected from polar organic solvents, preferably alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, isopentanol and 2-methoxyethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl isopropyl ketone and Ketones such as methyl isoamyl ketone, ethers such as ethylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monomethyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, n-butyl acetate, chloroform, acetonitrile, glycerol, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, It is selected from the group consisting of tetrahydrofuran, pyridine, 1,4-dioxane, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, propylene carbonate and mixtures thereof.
  • the organic solvent is selected from non-polar organic solvents, preferably benzene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, toluene, o-xylene, dichloromethane, 1,1,2-trichlorotrifluoroethane, pentane, cyclopentane, It is selected from the group consisting of hexane, cyclohexane, heptane, isooctane, diethyl ether, petroleum ether, pyridine, carbon tetrachloride, fatty acids, fatty acid esters and mixtures thereof.
  • the organic solvent is selected from oils, preferably from the group consisting of vegetable oils, essential oils, petrochemical oils, synthetic oils and mixtures thereof.
  • the organic solvent may be referred to as a lipophilic solvent. Otherwise, the organic solvent is a mixture of at least one polar organic solvent or a non-polar organic solvent and at least one oil.
  • the temperature-sensitive polymer gel has the following general formula (1).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an N-3-isopropoxypropyl group or an N-1-methoxymethylpropyl group
  • X represents a covalent bond or It represents one or more functional groups selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphate group, and * represents a covalent bond
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an N-3-isopropoxypropyl group or an N-1-methoxymethylpropyl group
  • X represents a covalent bond or It represents one or more functional groups selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphate group, and * represents a covalent bond
  • * represents a covalent bond
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an N-3-isopropoxypropyl group or an N-1-methoxymethylpropyl group
  • X represents a covalent bond or Represents one or more functional groups selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphate group, and * represents a covalent bond).
  • the molar ratio of the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2), the functional group X, and the structural unit represented by the general formula (3) is 99: It is 0.5: 0.5 to 70: 23: 7, preferably 98: 1: 1 to 77: 18: 5. If the proportion of the structural units represented by the general formula (1) or the general formula (2) is too large, the heat storage density becomes small.
  • the ratio of the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2) is large, for example, the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2) and the functional group X And, when the total of the structural units represented by the general formula (3) is 100 mol%, the ratio of the structural units represented by the general formula (1) or the general formula (2) exceeds 99 mol%. This is the case.
  • the ratio of the structural units represented by the general formula (1) or the general formula (2) is too small, LCST is not shown.
  • the ratio of the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2) is small, for example, the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2) and the functional group X
  • the ratio of the structural units represented by the general formula (1) or the general formula (2) is less than 70 mol%.
  • the molar ratio of the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2), the functional group X, and the structural unit represented by the general formula (3). Is a theoretical value calculated from the amount of raw materials charged.
  • the heat storage material 60 contains the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2), the functional group X, and the structural unit represented by the general formula (3) in the above molar ratio.
  • the number of repetitions of the structural units represented by the general formula (1) or the general formula (2) and the order in which the respective structural units are combined are not particularly limited.
  • the number of repetitions of the structural unit represented by the general formula (1) or the general formula (2) is usually an integer in the range of 5 to 500.
  • the LCST can be set in a wide range such as 5 to 15 ° C. , mainly depending on the type of R 1 and R 2 in the general formula (1) or the general formula (2).
  • R 1 in the general formula (1) is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of facilitating the production of the temperature-sensitive polymer 61.
  • R 2 in the general formula (1) is preferably an N-3-isopropoxypropyl group from the viewpoint of further enhancing the temperature response.
  • X in the general formula (1) or the general formula (2) is selected from the group consisting of a hydroxy group, a sulfonic acid group, an oxysulfonic acid group, a phosphoric acid group and an oxyphosphate group so as to satisfy the above molar ratio.
  • an oxysulfonic acid group is preferable from the viewpoint of further enhancing radical polymerizable properties.
  • the q in the general formula (3) is preferably 1 from the viewpoint of further increasing the heat storage density.
  • the covalent bond in the general formula (1) or the general formula (2) and the general formula (3) not only connects the same structural units or different types of structural units, but also partially has a branched structure. May be formed.
  • the branch structure is not limited to this.
  • the heat storage material 60 has the following general formula (4).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an N-3-isopropoxypropyl group or an N-1-methoxymethylpropyl group
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an N-3-isopropoxypropyl group or an N-1-methoxymethylpropyl group.
  • q represents an integer of 1 to 3
  • a type selected from the group consisting of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, potassium perphosphate, and hydrogen peroxide. It can be produced by radical polymerization in the presence of the above polymerization initiator.
  • the polymerizable monomer represented by the general formula (4) is a polymerizable monomer that gives a structural unit represented by the general formula (1).
  • Specific examples of this polymerizable monomer include N-3-isopropoxypropyl (meth) acrylamide, N-1-methoxymethylpropyl (meth) acrylamide and the like. Among these, N-3-isopropoxypropylacrylamide and N-1-methoxymethylpropylacrylamide are preferable.
  • “(meth) acrylic” means methacrylic or acrylic.
  • the polymerizable monomer represented by the general formula (5) is a polymerizable monomer giving a structural unit represented by the general formula (2). Specific examples of this polymerizable monomer include N-acryloyl piperidine, N-methacryloyl piperidine, and the like. Of these, N-acryloyl piperidine is preferred.
  • the cross-linking agent represented by the general formula (6) is a cross-linking agent that gives a structural unit represented by the general formula (3).
  • Specific examples of this cross-linking agent include N, N'-methylenebisacrylamide, N, N'-ethylenebisacrylamide and N, N'-(trimethylene) bisacrylamide.
  • the radical polymerization method a known method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method or an emulsion polymerization method can be used.
  • the above-mentioned polymerization initiators potassium persulfate and ammonium persulfate are preferable as the polymerization initiators from the viewpoint of good reactivity.
  • a polymerization accelerator such as N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, N, N-dimethylparatoluidine in combination with the above polymerization initiator, rapid radical polymerization at low temperature can be performed. It will be possible.
  • Solvents used for radical polymerization include water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, 1-butanol, isobutanol, hexanol, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, acetone, methyl ethyl ketone, Examples thereof include tetrahydrofuran, dioxane, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.
  • water is preferable as the solvent from the viewpoint of further increasing the heat storage density.
  • the radical polymerization reaction is usually carried out at a temperature of 0 ° C. to 100 ° C. for 30 minutes to 24 hours.
  • a polymerizable monomer represented by the general formula (4) or (5), a cross-linking agent represented by the general formula (6), and a polymerization initiator are used. It is particularly preferable that the total concentration of the above is 2 mol / L to 3 mol / L from the viewpoint of further increasing the heat storage density. If the total concentration is less than 2 mol / L, the heat storage density of the obtained heat storage material 60 may decrease. On the other hand, if the total concentration exceeds 3 mol / L, the obtained heat storage material 60 may not exhibit LCST.
  • the reason why the heat storage material 60 of the first embodiment can achieve a relatively low heat storage operating temperature (100 ° C. or lower) and a large heat storage density is considered as follows.
  • the temperature-sensitive polymer 61 having LCST exhibits hydrophilicity on the lower temperature side than LCST and hydrophobicity on the higher temperature side than LCST.
  • the temperature-sensitive polymer 61 constituting the heat storage material 60 of the first embodiment has a high crosslink density and a highly dense structure in which the ends of the polymer are branched. Therefore, the water adsorbed on the temperature-sensitive polymer 61 has a high arrangement as in the conventional temperature-sensitive polymer 61, but has a lower arrangement at a higher temperature than the LCST.
  • the temperature-sensitive polymer 61 constituting the heat storage material 60 of the first embodiment has a large change in the arrangement, it not only exhibits a low heat storage operating temperature as in the conventional temperature-sensitive polymer 61, but also exhibits a low heat storage operating temperature. It is considered that a large heat storage density can be achieved.
  • the heat storage material 60 has a reversible change in hydrophilicity and hydrophobicity with the lower limit critical solution temperature as a boundary, and is temperature sensitive in the process of the change between hydrophilicity and hydrophobicity.
  • the solvent contained in the sex polymer gel maintains a liquid state. Therefore, the increase in size is suppressed.
  • Cold heat can be stored in the heat storage material 60. In this way, the heat storage device 1 is applied to the cooling device and the increase in size is suppressed. Further, the water 62 is in a liquid state when the heat is stored in the heat storage material 60 and the heat is dissipated from the heat storage material 60.
  • the heat storage device 1 does not require a condensing portion that condenses and liquefies water vapor and a water transport path through which the liquefied water flows. Therefore, the heat storage device 1 applied to the air conditioner / cooling device can be miniaturized.
  • the water content of the heat storage material 60 according to the first embodiment is not particularly limited, but is preferably 70% by mass to 99% by mass.
  • the water content was determined by measuring the weight of the heat storage material containing water at room temperature and then placing it in a constant temperature bath to evaporate the water at a drying temperature of 60 to 120 ° C. By the way, the weight of the heat storage material 60 can be measured, and the amount of decrease in weight can be obtained assuming that it is water. This is a technique called the dry weight loss method.
  • the heat storage material 60 according to the first and second embodiments may be made porous. By making the heat storage material 60 porous, there is an advantage that the temperature responsiveness is further enhanced.
  • a mixed solution containing the above-mentioned polymerizable monomer, cross-linking agent, polymerization initiator and porogen (pore-forming agent) is prepared, a cross-linked structure is formed by a radical polymerization reaction, and then a cross-linked structure is formed. Examples thereof include a method of removing radicals by washing.
  • preferable porogens are water-soluble carbohydrates such as sucrose, maltose, cerbiose, lactose, sorbitol, xylitol, glucose and fructose.
  • a pologene composition containing these water-soluble carbohydrates and polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol or a mixture thereof may be used.
  • another method for making the heat storage material 60 porous there is a method of removing water from the temperature-sensitive polymer 61 containing water by freeze-drying.
  • the temperature-sensitive polymer 61 according to the first embodiment is produced by applying a mixed solution containing at least the above-mentioned polymerizable monomer, cross-linking agent and polymerization initiator to the metal surface in the container 10 and performing radical polymerization. You can also do it.
  • the metal is, for example, stainless steel, copper or aluminum.
  • the mixed solution may contain a metal surface activator, a coupling agent, and the like. Further, the temperature-sensitive polymer 61 can also be produced by irradiating the coating film of the above-mentioned mixed solution with radiation.
  • Example 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 the aqueous raw material solution having the formulation shown in Table 1 was heated from room temperature to 50 ° C. over 1 hour under a nitrogen atmosphere to obtain a temperature-sensitive polymer 61. After drying, the mixture was equilibrium-swelled with distilled water to obtain a temperature-sensitive polymer gel, which was then sealed in a closed aluminum container, and the endothermic peak temperature and heat storage density were measured with a differential scanning calorimeter.
  • Table 1 indicate the following items.
  • A N-3-isopropoxypropylacrylamide
  • B N-1-methoxymethylpropylacrylamide
  • C N-acryloylpiperidin
  • MBA N, N'-methylenebisacrylamide
  • KPS potassium persulfate
  • TEMED N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine.
  • the temperature-sensitive polymer gels obtained in Examples 1 to 6 have an extremely low endothermic peak temperature of 8 ° C to 13 ° C and a heat storage density of 210 J / g to 844 J /. It was as large as g. That is, the temperature-sensitive polymer gels obtained in Examples 1 to 6 have a conventional heat storage material 60 such as tetra-n-butylammonium hydrate bromide at a low heat storage operating temperature of 8 ° C. to 13 ° C. It was possible to develop a high heat storage density of 210 J / g to 383 J / g, which greatly exceeds the above.
  • the temperature-sensitive polymer gels obtained in Comparative Examples 1 to 6 had a low endothermic peak temperature of 8 ° C. to 10 ° C., but a heat storage density of 15 J / g to 40 J / g, which was extremely small.
  • the heat storage materials 60 obtained in Examples 1 to 6 were able to obtain a high heat storage density at a low operating temperature, unlike the conventional heat storage materials 60.
  • the heat storage device 1 using the temperature-sensitive polymer gels obtained in Examples 1 to 6 could be downsized by about 10 to 90%, respectively, depending on the heat storage density.
  • 1 heat storage device 1 heat storage device, 2 heat storage system, 3 heat source, 10 container, 11 heat exchanger, 12 fins, 13 heating and cooling piping, 14 heat utilization piping, 15 fittings, 20 return piping, 21 going piping, 22 circulation pump, 23 heat dissipation terminal , 31 heat source circuit, 32 utilization circuit, 50 inlet piping, 51 outlet piping, 52 heating and cooling pump, 60 heat storage material, 61 temperature sensitive polymer, 62 water.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

蓄熱装置は、水、有機溶媒、及び水又は有機溶媒の化合物からなる群から選択される溶媒と、感温性高分子とからなる感温性高分子ゲルを有する蓄熱材が封入された容器と、容器に収容され、加熱冷却用流体と熱交換して蓄熱材を加熱又は冷却して蓄熱材に温熱又は冷熱を蓄えると共に、熱利用流体と熱交換して蓄熱材から吸熱して蓄熱材から放熱させる熱交換器と、を備え、蓄熱材は、下限臨界溶液温度を境界として親水性と疎水性とが可逆的に変化するものであり、親水性と疎水性との変化の過程において感温性高分子ゲルに含まれる溶媒が液体状態を維持するものである。

Description

蓄熱装置
　本発明は、蓄熱材を有する蓄熱装置に関する。
　従来、蓄熱材を有する蓄熱装置が知られている。家庭、オフィス、工場又は廃棄物処理施設等の熱源を有する施設において、１２０℃程度以下の低温の排熱の多くが、利用されることなく排気されている。このような排熱を有効に利用するために、低温の排熱を高密度に蓄熱する蓄熱材が求められている。これらの要求を満足するためには、蓄熱材の熱媒体として常圧下の水を使用することが、利便性が高く好ましい。このため、蓄熱材の融点は、１００℃以下であることが好ましい。無機系蓄熱材としては、融点７８℃の水酸化バリウム八水塩及び融点８９℃の硝酸マグネシウム六水塩等の無機水和塩が挙げられる。しかし、水酸化バリウム八水塩は劇物に指定されており、硝酸マグネシウム六水塩は金属を腐食させる問題がある。このため、いずれも実用化されていない。一方、有機系蓄熱材としては、パラフィン、脂肪酸及び糖アルコール等が挙げられる。しかし、これらのパラフィン、脂肪酸及び糖アルコール等は、融解熱に由来する蓄熱密度が小さいため、実用化されていない。
　ここで、特許文献１には、ゲスト物質とホスト物質である水とを混ぜたものを冷却して水和物を生成する蓄熱材が開示されている。また、近年、ハイドロゲルを利用した蓄熱材が知られている。ハイドロゲルを利用した蓄熱材は、相転移温度以上の温度域においても非流動性を保持し、相転移温度を挟んで冷却と加熱とを繰り返しても、安定的に非流動性を保持することができる。このような蓄熱材として、特許文献２には、第一のゲル化材料と第二のゲル化材料と、第一のゲル化材料と第二のゲル化材料とに保持された無機又は水系蓄熱材料とを有する蓄熱材が開示されている。このうち、第一のゲル化材料は、ポリアクリルアミド誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム又はポリメタクリル酸ナトリウムから選択される少なくとも一種のポリマーを架橋して生成されたものである。また、第二のゲル化材料は、多糖類、寒天又はゼラチンである。また、特許文献３には、加熱用流体と熱交換して蓄熱材料を加熱して蓄熱材料に蓄熱する熱交換器を備える蓄熱器が開示されている。
特許第５４６１３３１号公報 国際公開第２０１４／０９１９３８号 特許第６５０１９９０号公報
　しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された蓄熱材は、蓄熱密度が低いため、蓄熱槽が大型化し、それに伴って蓄熱槽を備える蓄熱装置が大型化する。また、特許文献３に開示された蓄熱器は、蓄熱材が冷熱を蓄えることができないため、冷却機器に適用することができない。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷却機器に適用され且つ大型化が抑制される蓄熱装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る蓄熱装置は、水、有機溶媒、及び水又は有機溶媒の化合物からなる群から選択される溶媒と、感温性高分子とからなる感温性高分子ゲルを有する蓄熱材が封入された容器と、容器に収容され、加熱冷却用流体と熱交換して蓄熱材を加熱又は冷却して蓄熱材に温熱又は冷熱を蓄えると共に、熱利用流体と熱交換して蓄熱材から吸熱して蓄熱材から放熱させる熱交換器と、を備え、蓄熱材は、下限臨界溶液温度を境界として親水性と疎水性とが可逆的に変化するものであり、親水性と疎水性との変化の過程において感温性高分子ゲルに含まれる溶媒が液体状態を維持するものである。
　本発明によれば、蓄熱材は、下限臨界溶液温度を境界として親水性と疎水性とが可逆的に変化するものであり、親水性と疎水性との変化の過程において感温性高分子ゲルに含まれる溶媒が液体状態を維持する。このため、大型化が抑制される。また、蓄熱装置は、蓄熱材に冷熱を蓄えることができる。このように、蓄熱装置は、冷却機器に適用され且つ大型化が抑制される。
実施の形態１に係る蓄熱システムを示す回路図である。 実施の形態１に係る蓄熱装置を示す断面図である。 実施の形態１に係る蓄熱装置を示す斜視図である。
　以下、本発明の蓄熱装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、本発明の理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは本発明を説明するためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る蓄熱システム２を示す回路図である。蓄熱システム２は、蓄熱装置１を利用して放熱端末２３において冷房又は暖房を実施するものである。蓄熱システム２は、熱源３と、加熱冷却ポンプ５２と、循環ポンプ２２と、蓄熱装置１と、加熱冷却用流体と、熱利用流体とを備えている。加熱冷却配管１３の下部の継手１５と熱源３とは、加熱冷却ポンプ５２を介して入口配管５０により接続され、熱源３と加熱冷却配管１３の上部の継手１５とは、出口配管５１により接続されている。これにより、熱源回路３１が構成されており、加熱冷却用流体は熱源回路３１を循環している。
　熱源３は、熱を生成するものであり、例えば電気ヒータ又は電力で駆動する蒸気圧縮式ヒートポンプ等である。熱源３は、入口配管５０を通って流入した加熱冷却用流体を加熱する。加熱冷却ポンプ５２は、加熱冷却用流体を搬送するものあり、入口配管５０に流れる加熱冷却用流体を熱源３に搬送し、熱源３から流出した加熱冷却用流体を出口配管５１に流して加熱冷却配管１３に搬送する。循環ポンプ２２は、熱利用流体を搬送するものであり、戻り配管２０に流れる熱利用流体を蓄熱装置１に搬送し、蓄熱装置１から流出した熱利用流体を往き配管２１に流して放熱端末２３に搬送する。加熱冷却用流体は、例えば水、エチレングリコール又はプロピレングリコール等の不凍液、ＨＦＣ又はＣＯ２等の冷媒である。
　熱利用配管１４の下部の継手１５と放熱端末２３とは、循環ポンプ２２を介して戻り配管２０により接続され、熱利用配管１４の上部の継手１５と熱利用端末である放熱端末２３とは、往き配管２１により接続されている。これにより、利用回路３２が構成されており、熱利用流体は利用回路３２を循環している。ここで、熱利用流体は、例えば水、エチレングリコール又はプロピレングリコール等の不凍液である。放熱端末２３は、例えば床暖房パネル、ファンコイルユニット又は温水ラジエータパネルである。放熱端末２３は、熱利用端末の一例であり、熱利用流体が放熱端末２３で放散した冷熱及び温熱が冷房又は暖房等に利用される。
　図２は、実施の形態１に係る蓄熱装置１を示す断面図であり、図３は、実施の形態１に係る蓄熱装置１を示す斜視図である。図２に示すように、蓄熱装置１は、容器１０と、熱交換器１１とを備えている。容器１０は、例えば略直方体状をなしており、材質はＳＵＳ（ステンレス鋼材）であり、厚みは１ｍｍである。容器１０の内部には、蓄熱材６０が充填されている。また、容器１０は、熱交換器１１を収容しており、上面及び下面に、熱交換器１１の加熱冷却配管１３及び熱利用配管１４が挿入される複数の開口（図示せず）が形成されている。
　熱交換器１１は、例えばフィンアンドチューブ型であり、加熱冷却配管１３と熱利用配管１４と複数のフィン１２とを有している。加熱冷却配管１３は、例えばＳＵＳ又はＣｕ等の金属を円筒状又は扁平状に加工したものであり、内部に蓄熱材６０を加熱又は冷却するための加熱冷却用流体が流れる。加熱冷却配管１３は、容器１０の上面及び下面に形成された開口に挿入されており、容器１０の内部と外部とに跨って設けられている。なお、加熱冷却配管１３の両端には、継手１５が設けられている（図１参照）。継手１５の種類は、蓄熱装置１が設けられる蓄熱システム２の構造に応じて適宜変更可能であり、例えばクイックファスナー継手又はＳｗａｇｅｌｏｋ継手等が挙げられる。加熱冷却配管１３に継手１５が設けられることにより、蓄熱装置１を入口配管５０及び出口配管５１に接続することが容易となる。
　熱利用配管１４は、例えばＳＵＳ又はＣｕ等の金属を円筒状又は扁平状に加工したものであり、内部に蓄熱材６０から吸熱するための熱利用流体が流れる。熱利用配管１４は、容器１０の上面及び下面に形成された開口に挿入されており、容器１０の内部と外部とに跨って設けられている。なお、熱利用配管１４の両端には、継手１５が設けられている（図１参照）。継手１５の種類は、蓄熱装置１が設けられる蓄熱システム２の構造に応じて適宜変更可能であり、例えばクイックファスナー継手又はＳｗａｇｅｌｏｋ継手等が挙げられる。熱利用配管１４に継手１５が設けられることにより、蓄熱装置１を戻り配管２０及び往き配管２１に接続することが容易となる。
　フィン１２は、例えばＳＵＳ又はＡｌ等の金属を板状に加工したプレートであり、略平行に並べられている。フィン１２には複数の開口（図示せず）が形成されており、加熱冷却配管１３及び熱利用配管１４が、略平行に並べられた複数のフィン１２の開口に挿入されている。熱交換器１１は、加熱冷却用流体と熱交換して蓄熱材６０を加熱又は冷却して蓄熱材６０に蓄熱すると共に、熱利用流体と熱交換して蓄熱材６０から吸熱して蓄熱材６０から放熱させる。
　なお、熱交換器１１は、蓄熱材６０を加熱及び放熱することができる構造であればよく、形状及び材料は適宜変更可能である。例えば、熱交換器１１は、フィン１２を有さずに、加熱冷却配管１３と熱利用配管１４とを高密度に配置した形状としてもよい。また、熱交換器１１は、加熱冷却用流体が流れる層と、熱利用流体が流れる層と、蓄熱材６０が充填された層とを、層状に並べた形状としてもよい。
　蓄熱材６０は、水６２、有機溶媒、及び水６２又は有機溶媒の化合物からなる群から選択される溶媒と、感温性高分子６１とからなる感温性高分子ゲルを有する。蓄熱材６０は、感温性高分子６１が水６２を吸着又は脱着することによって、放熱又は吸熱する。ここで、疎水化した感温性高分子６１の密度は、水６２の密度よりも高く、疎水化した気泡を内包する感温性高分子６１の密度は、水６２の密度よりも低い。
　次に、蓄熱材６０について詳細に説明する。蓄熱材６０は、下限臨界溶液温度を境界として親水性と疎水性とが可逆的に変化するものであり、親水性と疎水性との変化の過程において感温性高分子ゲルに含まれる溶媒が液体状態を維持するものである。下限臨界溶液温度は、Ｌｏｗｅｒ　Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ＬＣＳＴと呼称される。感温性高分子６１は、ＬＣＳＴより低温側では親水性を示し、ＬＣＳＴより高温側では疎水性を示す。即ち、感温性高分子６１は、下限臨界溶液温度を境界として親水性と疎水性とが可逆的に変化するものである。
　感温性高分子６１として、例えば、ポリビニルアルコール部分酢化物、ポリビニルメチルエーテル、メチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポリビニルメチルオキサゾリディノン、ポリＮ－エチルアクリルアミド、ポリＮ－エチルメタクリルアミド、ポリＮ－ｎ－プロピルアクリルアミド、ポリＮ－ｎ－プロピルメタクリルアミド、ポリＮ－イソプロピルアクリルアミド、ポリＮ－イソプロピルメタクリルアミド、ポリＮ－シクロプロピルアクリルアミド、ポリＮ－シクロプロピルメタクリルアミド、ポリＮ－メチル－Ｎ－エチルアクリルアミド、ポリＮ、Ｎ－ジエチルアクリルアミド、ポリＮ－メチル－Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、ポリＮ－メチル－Ｎ－ｎ－プロピルアクリルアミド、ポリＮ－アクリロイルピロリジン、ポリＮ－アクリロイルピペリジン、ポリＮ－２－エトキシエチルアクリルアミド、ポリＮ－２－エトキシエチルメタクリルアミド、ポリＮ－３－メトキシプロピルアクリルアミド、ポリＮ－３－メトキシプロピルメタクリルアミド、ポリＮ－３－エトキシプロピルアクリルアミド、ポリＮ－３－エトキシプロピルメタクリルアミド、ポリＮ－３－イソプロキシプロピルアクリルアミド、ポリＮ－３－イソプロキシプロピルメタクリルアミド、ポリＮ－３－（２－メトキシエトキシ）プロピルアクリルアミド、ポリＮ－３－（２－メトキシエトキシ）プロピルメタクリルアミド、ポリＮ－テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、ポリＮ－テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド、ポリＮ－１－メチル－２－メトキシエチルアクリルアミド、ポリＮ－１－メチル－２－メトキシエチルメタクリルアミド、ポリＮ－１－メトキシメチルプロピルアクリルアミド、ポリＮ－１－メトキシメチルプロピルメタクリルアミド、ポリＮ－（２、２－ジメトキシエチル）－Ｎ－メチルアクリルアミド、ポリＮ－（１、３－ジオキソラン－２－イルメチル）－Ｎ－メチルアクリルアミド、ポリＮ－８－アクリロイル－１、４－ジオキサ－８－アザ－スピロ［４，５］デカン、ポリＮ－２－メトキシエチル－Ｎ－エチルアクリルアミド、ポリＮ－２－メトキシエチル－Ｎ－ｎ－プロピルアクリルアミド、ポリＮ－２－メトキシエチル－Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、ポリＮ、Ｎ－ジ（２－メトキシエチル）アクリルアミドを用いることができる。
　感温性高分子６１は、架橋構造を有すると共に、ヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を分子末端に有し、感温性高分子６１を構成する繰り返し単位と、官能基と、架橋構造の単位とのモル比が、９９：０．５：０．５～７０：２０：１０である。感温性高分子６１は、感温性架橋高分子を構成する繰り返し単位と、官能基と、架橋構造単位とのモル比が、９８：１：１～７７：１８：５であることが好ましい。
　繰り返し単位の割合が多過ぎる場合、蓄熱密度が小さくなる。繰り返し単位の割合が多い場合とは、例えば繰り返し単位と、官能基と、架橋構造単位との合計を１００モル％としたときに、繰り返し単位割合が９９モル％を超える場合である。一方、繰り返し単位の割合が少な過ぎる場合、ＬＣＳＴを示さなくなる。繰り返し単位の割合が少ない場合とは、例えば繰り返し単位と、官能基と、架橋構造単位との合計を１００モル％としたときに、繰り返し単位割合が７０モル％未満である場合である。
　架橋構造単位は、上記のポリビニルアルコール部分酢化物、ポリビニルメチルエーテル等の感温性高分子６１を製造する際に架橋剤を使用することにより導入される構造単位である。架橋剤は、架橋性単量体と呼称される場合がある。架橋剤としては、例えば、Ｎ、Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、Ｎ、Ｎ’－ジアリルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ’－ジアクリロイルイミド、Ｎ、Ｎ’－ジメタクリロイルイミド、トリアリルホルマール、ジアリルナフタレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、各種ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、各種ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１、３－ブチレングリコールジアクリレート、１、３－ブチレングリコールジメタクリレート、１、４－ブチレングリコールジメタクリレート、各種ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン等のジビニル誘導体等が挙げられる。
　また、有機溶媒は、極性有機溶媒から選択され、好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、イソペンタノール及び２－メトキシエタノールなどのアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルｎ－プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン及びメチルイソアミルケトンなどのケトン、エチレングリコールモノブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ｎ－ブチル、クロロホルム、アセトニトリル、グリセロール、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ピリジン、１，４－ジオキサン、ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン、炭酸プロピレン及びその混合物からなる群から選択される。
　なお、有機溶媒は、非極性有機溶媒から選択され、好ましくは、ベンゼン、クロロベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、トルエン、ｏ－キシレン、ジクロロメタン、１，１，２－トリクロロトリフルオロエタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ジエチルエーテル、石油エーテル、ピリジン、四塩化炭素、脂肪酸、脂肪酸エステル及びその混合物からなる群から選択される。更に、有機溶媒は、油から選択され、好ましくは、植物油、精油、石油化学油、合成油及びその混合物からなる群から選択される。有機溶媒として油が用いられる場合、有機溶媒は親油性溶媒と呼称される場合がある。それ以外に、有機溶媒は、少なくとも１種の極性有機溶媒又は非極性有機溶媒及び少なくとも１種の油の混合物である。
　感温性高分子ゲルは、下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　（式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表し、Ｒ２は、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル基又はＮ－１－メトキシメチルプロピル基を表し、Ｘは、共有結合手を表すか又はヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を表し、＊は、共有結合手を表す）又は下記一般式（２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　（式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表し、Ｒ２は、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル基又はＮ－１－メトキシメチルプロピル基を表し、Ｘは、共有結合手を表すか又はヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を表し、＊は、共有結合手を表す）で表される構成単位と、下記一般式（３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　（式中、＊は、共有結合手を表し、ｑは、１～３の整数を表す）で表される構成単位と、を含み、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の共有結合手と一般式（３）で表される構成単位の共有結合手とが結合した架橋構造を有し、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位と、官能基であるＸと、一般式（３）で表される構成単位とのモル比が、９９：０．５：０．５～７０：２３：７である。
　蓄熱材６０は、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位と、官能基であるＸと、一般式（３）で表される構成単位とのモル比が、９９：０．５：０．５～７０：２３：７であり、好ましくは９８：１：１～７７：１８：５である。一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の割合が多過ぎる場合、蓄熱密度が小さくなる。一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の割合が多い場合とは、例えば一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位と、官能基であるＸと、一般式（３）で表される構成単位との合計を１００モル％としたときに、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の割合が９９モル％を超える場合である。
　一方、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の割合が少な過ぎる場合、ＬＣＳＴを示さなくなる。一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の割合が少ない場合とは、例えば一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位と、官能基であるＸと、一般式（３）で表される構成単位との合計を１００モル％としたときに、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の割合が７０モル％未満である場合である。なお、本実施の形態１において、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位と、官能基であるＸと、一般式（３）で表される構成単位とのモル比は、原料の仕込み量から計算した理論値である。
　蓄熱材６０は、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位と、官能基であるＸと、一般式（３）で表される構成単位とを上記のモル比で含んでいればよく、一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の繰り返し数及びそれぞれの構成単位が結合する順番は特に限定されない。一般式（１）又は一般式（２）で表される構成単位の繰り返し数は、通常、５～５００の範囲の整数である。
　蓄熱材６０において、ＬＣＳＴは、主に、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ１及びＲ２の種類に応じて、５～１５℃といった広い範囲に設定することができる。また、一般式（１）中のＲ１は、感温性高分子６１の製造が容易になるという観点から、水素原子であることが好ましい。一般式（１）中のＲ２は、温度応答性をより高めるという観点から、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル基であることが好ましい。一般式（１）又は一般式（２）中のＸは、上記のモル比を満たすように、ヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される官能基であることができる。これらの官能基の中でも、ラジカル重合性をより高めるという観点から、オキシスルホン酸基であることが好ましい。一般式（３）中のｑは、蓄熱密度をより高めるという観点から、１であることが好ましい。一般式（１）又は一般式（２）及び一般式（３）における共有結合手は、同じ構成単位同士を結合させたり、異種の構成単位を結合させたりするだけでなく、一部が分岐構造を形成していてもよい。分岐構造としては、これに限定されることはない。
　蓄熱材６０は、下記一般式（４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　（式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表し、Ｒ２は、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル基又はＮ－１－メトキシメチルプロピル基を表す）又は下記一般式（５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　（式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表し、Ｒ２は、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル基又はＮ－１－メトキシメチルプロピル基を表す）で表される重合性モノマーを、下記一般式（６）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 　（式中、ｑは、１～３の整数を表す）で表される架橋剤と、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸カリウム及び過酸化水素からなる群から選択される一種以上の重合開始剤との存在下でラジカル重合することにより製造することができる。
　一般式（４）で表される重合性モノマーは、一般式（１）で表される構成単位を与える重合性モノマーである。この重合性モノマーの具体例としては、例えば、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－１－メトキシメチルプロピル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。これらの中でも、Ｎ－３－イソプロポキシプロピルアクリルアミド、Ｎ－１－メトキシメチルプロピルアクリルアミドが好ましい。なお、「（メタ）アクリル」は、メタクリル又はアクリルを意味する。一般式（５）で表される重合性モノマーは、一般式（２）で表される構成単位を与える重合性モノマーである。この重合性モノマーの具体例としては、例えば、Ｎ－アクリロイルピペリジン、Ｎ－メタクリロイルピペリジン、等が挙げられる。これらの中でも、Ｎ－アクリロイルピペリジンが好ましい。
　一般式（６）で表される架橋剤は、一般式（３）で表される構成単位を与える架橋剤である。この架橋剤の具体例としては、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－エチレンビスアクリルアミド及びＮ，Ｎ’－（トリメチレン）ビスアクリルアミドが挙げられる。
　ラジカル重合法としては、バルク重合法、溶液重合法又は乳化重合法等の公知の方法を用いることができる。上記の重合開始剤の中でも、反応性が良好であるという観点から、重合開始剤は過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウムが好ましい。また、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルパラトルイジン等の重合促進剤を、上記の重合開始剤と組み合わせて用いることにより、低温での迅速なラジカル重合が可能となる。
　ラジカル重合に用いられる溶媒としては、水、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、１－ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらの溶媒の中でも、蓄熱密度をより高めるという観点から、溶媒は水が好ましい。ラジカル重合反応は、通常、０℃～１００℃の温度で３０分～２４時間行えばよい。
　また、溶媒として水６２を用いてラジカル重合を行う場合、一般式（４）又は一般式（５）で表される重合性モノマーと一般式（６）で表される架橋剤と重合開始剤との合計濃度は、２ｍｏｌ／Ｌ～３ｍｏｌ／Ｌとすることが畜熱密度をより高めるという観点から特に好ましい。合計濃度が２ｍｏｌ／Ｌ未満であると、得られる蓄熱材６０の蓄熱密度が小さくなる場合がある。一方、合計濃度が３ｍｏｌ／Ｌを超えると、得られる蓄熱材６０がＬＣＳＴを示さなくなる場合がある。
　本実施の形態１の蓄熱材６０が、比較的低い蓄熱動作温度（１００℃以下）と大きい蓄熱密度とを達成できる理由は、次のように考えられる。ＬＣＳＴを有する感温性高分子６１は、ＬＣＳＴより低温側では親水性を示し、ＬＣＳＴより高温側では疎水性を示す。本実施の形態１の蓄熱材６０を構成する感温性高分子６１は、架橋密度が高く、且つ高分子の末端が分岐した高度の密集構造を有する。このため、感温性高分子６１への吸着水は、従来の感温性高分子６１と同様に高配列となっているが、ＬＣＳＴより高温時に低配列化する。本実施の形態１の蓄熱材６０を構成する感温性高分子６１では、この配列性の変化が大きいため、従来の感温性高分子６１と同様に低い蓄熱動作温度を示すだけでなく、大きい蓄熱密度を達成できると考えられる。
　本実施の形態１によれば、蓄熱材６０は、下限臨界溶液温度を境界として親水性と疎水性とが可逆的に変化するものであり、親水性と疎水性との変化の過程において感温性高分子ゲルに含まれる溶媒が液体状態を維持する。このため、大型化が抑制される。蓄熱材６０に冷熱を蓄えることができる。このように、蓄熱装置１は、冷却機器に適用され且つ大型化が抑制される。また、蓄熱材６０への蓄熱及び蓄熱材６０からの放熱時に、水６２は液体状態である。これにより、蓄熱装置１は、水蒸気を凝縮して液化する凝縮部と、液化した水が流れる水輸送経路とが不要である。よって、空調冷熱機器に適用される蓄熱装置１を小型化することができる。
　なお、本実施の形態１に係る蓄熱材６０の含水率は、特に限定されるものではないが、７０質量％～９９質量％であることが好ましい。含水率は、水分を含む畜熱材の重量を室温で測定した後、恒温槽内に入れて６０～１２０℃の乾燥温度で水分を蒸発させ、水分が無くなった、即ち重量が減少しなくなったところで蓄熱材６０の重量を測定し、重量の減少分を水分と仮定して求めることができる。これは、乾燥減量法と呼ばれる手法である。また、実施の形態１及び２に係る蓄熱材６０を多孔化してもよい。蓄熱材６０を多孔化することにより、温度応答性をより高めるという利点がある。蓄熱材６０を多孔化する方法としては、上記の重合性モノマー、架橋剤、重合開始剤及びポロゲン（細孔形成剤）を含む混合溶液を調製し、ラジカル重合反応によって架橋構造を形成し、次いで洗浄によりポロゲンを除去する方法が挙げられる。
　溶媒として水６２を用いてラジカル重合反応を行う場合、好ましいポロゲンは、水溶性の炭水化物、例えば、スクロース、マルトース、セルビオース、ラクトース、ソルビトール、キシリトール、グルコース、フルクトース等である。これらの水溶性の炭水化物と、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール又はこれらの混合物とを含むポロゲン組成物としてもよい。また、蓄熱材６０を多孔化する別の方法としては、水分を含む感温性高分子６１から凍結乾燥により水分を除去する方法が挙げられる。
　また、実施の形態１における感温性高分子６１は、上記の重合性モノマー、架橋剤及び重合開始剤を少なくとも含む混合溶液を、容器１０内の金属表面に塗布し、ラジカル重合することにより製造することもできる。金属は、例えば、ステンレス鋼、銅又はアルミニウムである。混合溶液は、金属表面の活性化剤、カップリング剤等を含んでもよい。また、感温性高分子６１は、上記の混合溶液の塗膜へ放射線を照射することにより製造することもできる。
　以下、実施例を示して実施の形態１を具体的に説明するが、実施の形態１は下記の実施例に限定されるものではない。
〔実施例１～６及び比較例１～６〕
　実施例において、表１に示す配合の原料水溶液を、窒素雰囲気下、室温から５０℃まで１時間かけて昇温させ、感温性高分子６１を得た。これを乾燥後、蒸留水で平衡膨潤させ、感温性高分子ゲルを得た後、アルミ製の密閉容器に封入し、示差走査熱量計で吸熱ピーク温度と蓄熱密度を測定した。なお、表１中の略号は、それぞれ以下の事項を示す。即ち、Ａ：Ｎ－３－イソプロポキシプロピルアクリルアミド、Ｂ：Ｎ－１－メトキシメチルプロピルアクリルアミド、Ｃ：Ｎ－アクリロイルピペリジン、ＭＢＡ：Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、ＫＰＳ：過硫酸カリウム、ＴＥＭＥＤ：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　測定結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　表２の結果から分かるように、実施例１～６で得られた感温性高分子ゲルは、吸熱ピーク温度が８℃～１３℃と極めて低い上に、蓄熱密度が２１０Ｊ／ｇ～８４４Ｊ／ｇと大きかった。即ち、実施例１～６で得られた感温性高分子ゲルは、８℃～１３℃という低い畜熱動作温度で、臭化テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム水和物等の従来の蓄熱材６０を大きく上回る２１０Ｊ／ｇ～３８３Ｊ／ｇという高い蓄熱密度を発現することができた。また、畜熱動作温度において発現する感温性高分子ゲルの親水性と疎水性との可逆的変化において、水温が８℃～１３℃であり、液体状態であった。これに対し、比較例１～６で得られた感温性高分子ゲルは、吸熱ピーク温度が８℃～１０℃と低いものの、蓄熱密度が１５Ｊ／ｇ～４０Ｊ／ｇと著しく小さかった。
　以上説明したように、実施例１～６で得られた蓄熱材６０は、従来の蓄熱材６０とは異なり、低い動作温度で高い蓄熱密度を得ることができた。そして、実施例１～６で得られた感温性高分子ゲルを用いた蓄熱装置１は、蓄熱密度に応じてそれぞれ約１０～９０％程度の小型化が可能であった。
　１　蓄熱装置、２　蓄熱システム、３　熱源、１０　容器、１１　熱交換器、１２　フィン、１３　加熱冷却配管、１４　熱利用配管、１５　継手、２０　戻り配管、２１　往き配管、２２　循環ポンプ、２３　放熱端末、３１　熱源回路、３２　利用回路、５０　入口配管、５１　出口配管、５２　加熱冷却ポンプ、６０　蓄熱材、６１　感温性高分子、６２　水。

Claims (4)

  1. 　水、有機溶媒、及び水又は有機溶媒の化合物からなる群から選択される溶媒と、感温性高分子とからなる感温性高分子ゲルを有する蓄熱材が封入された容器と、
    　前記容器に収容され、加熱冷却用流体と熱交換して前記蓄熱材を加熱又は冷却して前記蓄熱材に温熱又は冷熱を蓄えると共に、熱利用流体と熱交換して前記蓄熱材から吸熱して前記蓄熱材から放熱させる熱交換器と、を備え、
    　前記蓄熱材は、
    　下限臨界溶液温度を境界として親水性と疎水性とが可逆的に変化するものであり、親水性と疎水性との変化の過程において前記感温性高分子ゲルに含まれる前記溶媒が液体状態を維持するものである
    　蓄熱装置。
  2. 　前記熱交換器は、
    　前記加熱冷却用流体が流れる加熱冷却配管と、
    　前記熱利用流体が流れる熱利用配管と、を有する
    　請求項１記載の蓄熱装置。
  3. 　前記感温性高分子は、架橋構造を有すると共に、ヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を分子末端に有し、
    　前記感温性高分子を構成する繰り返し単位と、前記官能基と、前記架橋構造の単位とのモル比が、９９：０．５：０．５～７０：２０：１０である
    　請求項１又は２記載の蓄熱装置。
  4. 　前記感温性高分子ゲルは、
    　下記一般式（１）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表し、Ｒ２は、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル基又はＮ－１－メトキシメチルプロピル基を表し、Ｘは、共有結合手を表すか又はヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を表し、＊は、共有結合手を表す）又は
    　下記一般式（２）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表し、Ｒ２は、Ｎ－３－イソプロポキシプロピル基又はＮ－１－メトキシメチルプロピル基を表し、Ｘは、共有結合手を表すか又はヒドロキシ基、スルホン酸基、オキシスルホン酸基、リン酸基及びオキシリン酸基からなる群から選択される一種以上の官能基を表し、＊は、共有結合手を表す）で表される構成単位と、
    　下記一般式（３）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式中、＊は、共有結合手を表し、ｑは、１～３の整数を表す）で表される構成単位と、を含み、
    　前記一般式（１）又は前記一般式（２）で表される構成単位の共有結合手と前記一般式（３）で表される構成単位の共有結合手とが結合した架橋構造を有し、
    　前記一般式（１）又は前記一般式（２）で表される構成単位と、前記官能基であるＸと、前記一般式（３）で表される構成単位とのモル比が、９９：０．５：０．５～７０：２３：７である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
PCT/JP2019/039328 2019-10-04 2019-10-04 蓄熱装置 WO2021064990A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980100820.9A CN114450377B (zh) 2019-10-04 2019-10-04 蓄热装置
EP19948001.3A EP4039769A4 (en) 2019-10-04 2019-10-04 HEAT ACCUMULATOR DEVICE
PCT/JP2019/039328 WO2021064990A1 (ja) 2019-10-04 2019-10-04 蓄熱装置
US17/625,091 US20220259475A1 (en) 2019-10-04 2019-10-04 Heat storage apparatus
JP2020508414A JP6704553B1 (ja) 2019-10-04 2019-10-04 蓄熱装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/039328 WO2021064990A1 (ja) 2019-10-04 2019-10-04 蓄熱装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021064990A1 true WO2021064990A1 (ja) 2021-04-08

Family

ID=70858088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/039328 WO2021064990A1 (ja) 2019-10-04 2019-10-04 蓄熱装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220259475A1 (ja)
EP (1) EP4039769A4 (ja)
JP (1) JP6704553B1 (ja)
CN (1) CN114450377B (ja)
WO (1) WO2021064990A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11814567B2 (en) * 2018-04-05 2023-11-14 Mitsubishi Electric Corporation Heat storage material, method of producing same, and heat storage tank
JP7092397B2 (ja) * 2020-10-13 2022-06-28 株式会社モナテック 平板状ヒートパイプ用冷媒及び平板状ヒートパイプ

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006232940A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄熱材及びこれを用いた太陽電池パネル
JP2007044673A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Kurita Water Ind Ltd 吸着型ヒートポンプ用水蒸気吸着材及び該吸着材を用いた吸着型ヒートポンプ装置
CN101117572A (zh) * 2007-07-25 2008-02-06 中南大学 以凝胶为载体的复合相变蓄热材料及其制备方法
JP5461331B2 (ja) 2010-07-20 2014-04-02 株式会社Ｉｈｉ 蓄熱材及び蓄熱装置
WO2014091938A1 (ja) 2012-12-12 2014-06-19 シャープ株式会社 蓄熱材
JP2017222742A (ja) * 2016-06-13 2017-12-21 白元アース株式会社 ゲル状蓄熱剤およびそれを封入した保温具
JP6501990B1 (ja) 2018-06-18 2019-04-17 三菱電機株式会社 蓄熱器、蓄熱システム及び蓄熱方法
WO2019159514A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 矢崎エナジーシステム株式会社 潜熱蓄熱体

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3538632B2 (ja) * 1999-05-11 2004-06-14 独立行政法人産業技術総合研究所 感熱性離水剤及びその製造方法
WO2003076547A1 (fr) * 2002-03-12 2003-09-18 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Materiau a stockage thermique, composition a base de ce materiau et utilisation
JP4140824B2 (ja) * 2002-11-05 2008-08-27 独立行政法人産業技術総合研究所 低温吸水性−高温放水性可逆型プラスチック材料及びその製造方法
CN101395439B (zh) * 2006-03-01 2011-04-06 松下电器产业株式会社 蓄热方法以及蓄热系统
US9963627B2 (en) * 2012-11-09 2018-05-08 Bioastra Technologies Inc. Nanostructured phase change materials for solid state thermal management
WO2016006207A1 (ja) * 2014-07-09 2016-01-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 建物及び建物ユニット
CN106687198B (zh) * 2014-10-29 2019-08-16 夏普株式会社 吸湿材料及使用该吸湿材料的除湿机
JP2017201739A (ja) * 2016-05-02 2017-11-09 富士通株式会社 電子機器
WO2017209105A1 (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 三菱ケミカル株式会社 重合体、重合体の製造方法及び高分子凝集剤
US10159165B2 (en) * 2017-02-02 2018-12-18 Qualcomm Incorporated Evaporative cooling solution for handheld electronic devices
WO2019104145A1 (en) * 2017-11-21 2019-05-31 Worcester Polytechnic Institute Thermal storage system
US11814567B2 (en) * 2018-04-05 2023-11-14 Mitsubishi Electric Corporation Heat storage material, method of producing same, and heat storage tank
CN109575911B (zh) * 2018-12-29 2022-02-11 江南大学 草莓形热致变色储能材料及其制备方法与应用
CN109880598A (zh) * 2019-04-04 2019-06-14 江南大学 一种高导热温敏自修复凝胶基相变材料及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006232940A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄熱材及びこれを用いた太陽電池パネル
JP2007044673A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Kurita Water Ind Ltd 吸着型ヒートポンプ用水蒸気吸着材及び該吸着材を用いた吸着型ヒートポンプ装置
CN101117572A (zh) * 2007-07-25 2008-02-06 中南大学 以凝胶为载体的复合相变蓄热材料及其制备方法
JP5461331B2 (ja) 2010-07-20 2014-04-02 株式会社Ｉｈｉ 蓄熱材及び蓄熱装置
WO2014091938A1 (ja) 2012-12-12 2014-06-19 シャープ株式会社 蓄熱材
JP2017222742A (ja) * 2016-06-13 2017-12-21 白元アース株式会社 ゲル状蓄熱剤およびそれを封入した保温具
WO2019159514A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 矢崎エナジーシステム株式会社 潜熱蓄熱体
JP6501990B1 (ja) 2018-06-18 2019-04-17 三菱電機株式会社 蓄熱器、蓄熱システム及び蓄熱方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4039769A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP4039769A4 (en) 2022-09-28
EP4039769A1 (en) 2022-08-10
CN114450377B (zh) 2024-06-28
CN114450377A (zh) 2022-05-06
US20220259475A1 (en) 2022-08-18
JP6704553B1 (ja) 2020-06-03
JPWO2021064990A1 (ja) 2021-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4697413B2 (ja) 吸着型ヒートポンプ用水蒸気吸着材及び該吸着材を用いた吸着型ヒートポンプ装置
WO2021064990A1 (ja) 蓄熱装置
Bendix et al. Optimization of power density and metal-to-adsorbent weight ratio in coated adsorbers for adsorptive heat transformation applications
JP7244122B2 (ja) ガス吸収材料、そのガス吸収への使用、ガス吸収体およびガス吸収方法、並びに、酸性ガス吸収装置、酸性ガス回収装置、水蒸気吸収装置、水蒸気回収装置、熱交換器および熱回収装置
WO2019244202A1 (ja) 蓄熱器、蓄熱システム及び蓄熱方法
JP6528687B2 (ja) 吸湿性ポリマー粒子、ならびに、該粒子を有するシート、素子および全熱交換器
JP2005009703A (ja) 吸放出体及びそれを用いた冷温熱システム
JP4748252B2 (ja) 熱交換器及びその製造方法
JP6704545B1 (ja) ヒートパイプ及び電子デバイス
JPWO2019194022A1 (ja) 蓄熱材、その製造方法及び蓄熱槽
JP6704549B1 (ja) ヒートポンプ装置及び電気機器
JP6704547B1 (ja) 蓄熱装置、蓄熱装置を用いる方法、及び、蓄熱装置を備えた内燃機関暖機システム
CN105953632A (zh) 热质弱耦合吸附剂涂层及使用该吸附剂涂层的换热器
JP6704559B1 (ja) 熱輸送コンテナ及び熱輸送システム
JP6765573B1 (ja) 給湯暖房装置
Vivekh et al. Experimental performance investigation of superabsorbent polymer and potassium formate coated heat exchangers
Zheng et al. Experimental investigation of a thermo-responsive composite coated heat exchanger for ultra-low grade heat utilization
Karoyo et al. A Review of the Thermophysical Properties and Recent Development Trends on Liquid Desiccants for HVAC Applications
Zu et al. Experimental investigation of a novel metal-organic framework (MOF) based humidity pump under high humidity conditions
Rohlin Zeotropic refrigerant mixtures in systems and in flow boiling.
JP5951177B2 (ja) 伝熱フィンおよび熱交換器
JP2015160904A (ja) マイクロカプセル蓄熱材及びそれを用いた蓄熱装置
Shahzad et al. An advance adsorbent coated adsorption cycle performance
Liu et al. A Composite Mesoporous Material for and Open Sorption Thermal Energy Storage System
El-Ghalban et al. Study on the parameters affecting the performance of adsorption cooling system

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020508414

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19948001

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019948001

Country of ref document: EP

Effective date: 20220504