JP2982397B2 - 潜熱蓄熱材 - Google Patents
潜熱蓄熱材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、潜熱蓄熱材に関する。
更に詳しくは、凝固時の過冷却の程度を軽減し、長期の
熱サイクルに対し安定した性能を発揮する潜熱型の蓄熱
材に関する。
更に詳しくは、凝固時の過冷却の程度を軽減し、長期の
熱サイクルに対し安定した性能を発揮する潜熱型の蓄熱
材に関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱材としては、従来から水や砕石が用
いられてきたが、これらは蓄熱密度が小さいため(1cal/
g・deg以下)、実用に際してはかなり大きな蓄熱器を必
要とする。また、放熱に伴って、蓄熱器内の温度は徐々
に低下するので、安定な熱エネルギーを得ることは、技
術的にかなり困難である。
いられてきたが、これらは蓄熱密度が小さいため(1cal/
g・deg以下)、実用に際してはかなり大きな蓄熱器を必
要とする。また、放熱に伴って、蓄熱器内の温度は徐々
に低下するので、安定な熱エネルギーを得ることは、技
術的にかなり困難である。
【０００３】これに対し、近年物質の融解、凝固の際の
潜熱を蓄熱に応用する研究、開発が盛んになってきてい
る。このような潜熱型の蓄熱材の特徴は、材料の融解温
度に一致した一定温度の熱エネルギーを、数10cal/gと
いう高い蓄熱密度で安定に吸収および放出できる点にあ
る。
潜熱を蓄熱に応用する研究、開発が盛んになってきてい
る。このような潜熱型の蓄熱材の特徴は、材料の融解温
度に一致した一定温度の熱エネルギーを、数10cal/gと
いう高い蓄熱密度で安定に吸収および放出できる点にあ
る。
【０００４】ところで、最近太陽熱利用技術や排熱回収
技術の進展に伴ない、給湯用の熱源として90℃程度とい
った比較的高い温度での蓄熱が注目されている。このよ
うな高い温度で蓄熱を行なう際の潜熱型蓄熱材として
は、無機水和物が注目されている。
技術の進展に伴ない、給湯用の熱源として90℃程度とい
った比較的高い温度での蓄熱が注目されている。このよ
うな高い温度で蓄熱を行なう際の潜熱型蓄熱材として
は、無機水和物が注目されている。
【０００５】しかるに、無機水和物は、一般に凝固開始
温度が融解温度よりも低くなるという、いわゆる過冷却
現象を示す。かかる現象は、無機水和物を蓄熱材として
用いた場合、一定温度の熱エネルギーを安定して吸収お
よび放出するという蓄熱材の特徴を著しく損わせるもの
である。
温度が融解温度よりも低くなるという、いわゆる過冷却
現象を示す。かかる現象は、無機水和物を蓄熱材として
用いた場合、一定温度の熱エネルギーを安定して吸収お
よび放出するという蓄熱材の特徴を著しく損わせるもの
である。
【０００６】アンモニウム明ばんNH4Al(SO4)2・12H2O
は、融解温度が94℃であり、潜熱量が54cal/g(示差走査
熱量計による)と高いため、給湯用などの潜熱型蓄熱材
として非常に有望であるが、この無機水和物の場合にも
過冷却現象がみられる。即ち、一旦融解させたカリウム
明ばんは、約15℃前後の室温に放置しても固化しないの
である。これは、カリウム明ばんの凝固開始温度が約−
15℃であり、結局約110℃近い温度差に相当する過冷却
を生ずるためである。従って、94℃における熱の吸収・
放出が全く円滑に行われないので、これ単独では蓄熱材
として使用することができない。
は、融解温度が94℃であり、潜熱量が54cal/g(示差走査
熱量計による)と高いため、給湯用などの潜熱型蓄熱材
として非常に有望であるが、この無機水和物の場合にも
過冷却現象がみられる。即ち、一旦融解させたカリウム
明ばんは、約15℃前後の室温に放置しても固化しないの
である。これは、カリウム明ばんの凝固開始温度が約−
15℃であり、結局約110℃近い温度差に相当する過冷却
を生ずるためである。従って、94℃における熱の吸収・
放出が全く円滑に行われないので、これ単独では蓄熱材
として使用することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過冷
却の程度を軽減させたアンモニウム明ばん系の潜熱型の
蓄熱材を提供することにある。
却の程度を軽減させたアンモニウム明ばん系の潜熱型の
蓄熱材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成せしめ
る本発明の潜熱蓄熱材は、アンモニウム明ばんに発核剤
として硫酸セシウムCs 2 SO 4 、塩化セシウムCsCl、炭酸セ
シウムCs 2 CO 3 または硫酸マンガンアンモニウム(NH 4 ) 2 Mn
(SO 4 ) 2 〔無水物または6水和物〕を添加してなる。
る本発明の潜熱蓄熱材は、アンモニウム明ばんに発核剤
として硫酸セシウムCs 2 SO 4 、塩化セシウムCsCl、炭酸セ
シウムCs 2 CO 3 または硫酸マンガンアンモニウム(NH 4 ) 2 Mn
(SO 4 ) 2 〔無水物または6水和物〕を添加してなる。
【０００９】過冷却軽減の程度は、発核剤の添加割合に
よっても異なるが、あまり多くの発核剤を添加しても期
待される程の効果が得られないばかりではなく、材料の
変質をも招くため、一般にはアンモニウム明ばんに対
し、約0.05〜20重量%、好ましくは約0.1〜10重量%の割
合で用いられる。
よっても異なるが、あまり多くの発核剤を添加しても期
待される程の効果が得られないばかりではなく、材料の
変質をも招くため、一般にはアンモニウム明ばんに対
し、約0.05〜20重量%、好ましくは約0.1〜10重量%の割
合で用いられる。
【００１０】
【発明の効果】このような発核作用によって示される過
冷却軽減の程度は、蓄熱材の融解温度Tmと凝固開始温度
Tscとの差ΔTscによって示されるが、アンモニウム明ば
んに前記割合の発核剤を加えることにより、ΔTscの値
を顕著に低下せしめることができ、それを給湯などの蓄
熱材として用いることを可能とする。
冷却軽減の程度は、蓄熱材の融解温度Tmと凝固開始温度
Tscとの差ΔTscによって示されるが、アンモニウム明ば
んに前記割合の発核剤を加えることにより、ΔTscの値
を顕著に低下せしめることができ、それを給湯などの蓄
熱材として用いることを可能とする。
【００１１】また、それに伴って、融解温度への復帰時
間も短かくなり、熱サイクル試験で長期にわたって安定
した性能を発揮することとも合まって、より効率的な蓄
熱作用を営むことができる。
間も短かくなり、熱サイクル試験で長期にわたって安定
した性能を発揮することとも合まって、より効率的な蓄
熱作用を営むことができる。
【００１２】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【００１３】実施例１ NH4Al(SO4)2・12H2O 10gにCs2SO4 0.2gを添加した混合
物を容量20mlのポリエチレン製容器に封入し、これを10
0℃で加熱したところ、94℃で融解した。融解した試料
を1℃/分の冷却速度で冷却したところ、80℃で凝固を開
始した。この凝固開始温度は、融解-凝固を20回くり返
しても、±5℃の範囲内であった。従って、この発核剤
を添加することで、融解温度と凝固開始温度との差(ΔT
sc)は、発核剤を添加しないときの約110℃から約14℃と
なり、過冷却を大幅に軽減することができた。
物を容量20mlのポリエチレン製容器に封入し、これを10
0℃で加熱したところ、94℃で融解した。融解した試料
を1℃/分の冷却速度で冷却したところ、80℃で凝固を開
始した。この凝固開始温度は、融解-凝固を20回くり返
しても、±5℃の範囲内であった。従って、この発核剤
を添加することで、融解温度と凝固開始温度との差(ΔT
sc)は、発核剤を添加しないときの約110℃から約14℃と
なり、過冷却を大幅に軽減することができた。
【００１４】なお、Cs2SO4を0.05〜20重量%の範囲内で
添加したときのΔTscも、ほぼ10〜20℃の間に分布し
た。
添加したときのΔTscも、ほぼ10〜20℃の間に分布し
た。
【００１５】 実施例２ 実施例１において、Cs2SO4 0.2gの代りに、CsCl 0.1gを
用いると、そのときの凝固開始温度は70℃であり、融解
-凝固を20回くり返したときも、±4℃の範囲内であっ
た。従って、この発核剤を添加することで、ΔTscは約1
10℃から約24℃となり、過冷却を大幅に軽減することが
できた。
用いると、そのときの凝固開始温度は70℃であり、融解
-凝固を20回くり返したときも、±4℃の範囲内であっ
た。従って、この発核剤を添加することで、ΔTscは約1
10℃から約24℃となり、過冷却を大幅に軽減することが
できた。
【００１６】なお、CsClを0.05〜20重量%の範囲内で添
加したときのΔTscも、ほぼ20〜30℃の間に分布した。
加したときのΔTscも、ほぼ20〜30℃の間に分布した。
【００１７】 実施例３ 実施例１において、Cs2SO4 0.2gの代りに、Cs2CO3 0.3g
を用いると、そのときの凝固開始温度は76℃であり、融
解-凝固を20回くり返したときも、±6℃の範囲内であっ
た。従って、この発核剤を添加することで、ΔTscは約1
10℃から約20℃となり、過冷却を大幅に軽減することが
できた。
を用いると、そのときの凝固開始温度は76℃であり、融
解-凝固を20回くり返したときも、±6℃の範囲内であっ
た。従って、この発核剤を添加することで、ΔTscは約1
10℃から約20℃となり、過冷却を大幅に軽減することが
できた。
【００１８】なお、Cs2CO3を0.05〜20重量%の範囲内で
添加したときのΔTscも、ほぼ15〜30℃の間に分布し
た。
添加したときのΔTscも、ほぼ15〜30℃の間に分布し
た。
【００１９】 実施例４ 実施例１において、Cs2SO4 0.2gの代りに(NH4)2Mn(SO4)
2・6H2O 0.3gを用いると、そのときの凝固開始温度は75
℃であり、融解-凝固を20回くり返したときも、±4℃の
範囲内であった。従って、この発核剤を添加すること
で、ΔTscは約110℃から約20℃となり、過冷却を大幅に
軽減することができた。
2・6H2O 0.3gを用いると、そのときの凝固開始温度は75
℃であり、融解-凝固を20回くり返したときも、±4℃の
範囲内であった。従って、この発核剤を添加すること
で、ΔTscは約110℃から約20℃となり、過冷却を大幅に
軽減することができた。
Claims (1)
- 【請求項１】 アンモニウム明ばんに、発核剤として硫
酸セシウム、塩化セシウム、炭酸セシウムまたは硫酸マ
ンガンアンモニウムを添加してなる潜熱蓄熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191039A JP2982397B2 (ja) | 1990-07-13 | 1991-07-05 | 潜熱蓄熱材 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18399590 | 1990-07-13 | ||
| JP2-183995 | 1990-07-13 | ||
| JP3-58002 | 1991-02-28 | ||
| JP5800291 | 1991-02-28 | ||
| JP3191039A JP2982397B2 (ja) | 1990-07-13 | 1991-07-05 | 潜熱蓄熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356583A JPH04356583A (ja) | 1992-12-10 |
| JP2982397B2 true JP2982397B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=27296455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3191039A Expired - Fee Related JP2982397B2 (ja) | 1990-07-13 | 1991-07-05 | 潜熱蓄熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982397B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP3191039A patent/JP2982397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04356583A (ja) | 1992-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |