JPH0434583B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0434583B2 JPH0434583B2 JP59099562A JP9956284A JPH0434583B2 JP H0434583 B2 JPH0434583 B2 JP H0434583B2 JP 59099562 A JP59099562 A JP 59099562A JP 9956284 A JP9956284 A JP 9956284A JP H0434583 B2 JPH0434583 B2 JP H0434583B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- temperature
- sodium acetate
- acetate trihydrate
- sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、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蓄熱材に関する。 〔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、放熱に伴つて、
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。 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、開発が盛んになつてきて
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。 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、給湯用および暖房用の熱源とし
て50〜60℃といつた比較的低い温度での蓄熱が注
目されている。このような低い温度で蓄熱を行な
う際の潜熱型蓄熱材としては、パラフインワツク
スや高級脂肪酸などの有機物や無機水和物などが
注目されている。 潜熱型蓄熱材としての有機物は、融解、凝固時
における安定性は良好であるものの、材料自身の
熱伝導が悪いため、熱の吸収および放出を行なう
上で問題がある。また、比重が小さいため、蓄熱
器も比較的大きなものとなつてくる。 一方、無機水和物は、有機物蓄熱材と比較して
熱伝導率は約２倍程よく、比重も1.5〜2.0程度と
大きいため、蓄熱器も小さくすることができる。
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潜熱型蓄熱材の
特徴を著しく損わせるものである。 酢酸ナトリウム・３水和物CH3COONa・3H2
Ｏは、融解温度が58℃であり、潜熱量が51cal／
ｇ（示差走査熱量計による）と高いため、給湯用
や暖房用、更には恒温としての空調用などの潜熱
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、一旦融解させた酢酸ナトリウム・３水和
物は、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、酢酸ナトリウム・３水和物の
凝固開始温度が約−21℃であり、結局約80℃近い
温度差に相当する過冷却を生ずるためである。従
つて、58℃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。 もつとも、融点58℃の酢酸ナトリウム・３水和
物を60℃に加熱して融解させた場合には、室温に
迄冷却すると固化することがある。その原因は明
らかではないが、本発明者の見解によれば、融点
近くで融解した酢酸ナトリウム・３水和物は見か
け上は融解しているものの、依然融液中にはそれ
の微細な結晶核（クラスター）が存在しており、
このクラスターは温度が高くなるに従つて不安定
となり、60℃以上ではこの状態で存在し得ず、こ
のため冷却されても発核せず、融液は過冷却状態
になるものと考えられる。 これに対し、酢酸ナトリウム・３水和物に発核
剤としてある種の物質を添加し、この発核剤を添
加した蓄熱材を固化処理すると、クラスターは比
較的高温でも安定に存在することができるように
なる。このため、蓄熱材が高温環境下におかれた
場合でも、融液中に安定に存在するクラスターに
より、冷却時には発核が再現され、結果的に過冷
却を軽減することができる。ここで、固化処理と
は、発核剤を添加した酢酸ナトリウム・３水和物
の融液を、それ単独でも固化する−20℃以下に冷
却して固化させたり、あるいはそこに酢酸ナトリ
ウムの３水和物または無水物の粉末を微量添加す
ることなどにより、一度固化を経験させる処理を
いう。 こうしたことから、前記クラスターを高温にお
いてもいかに安定に存在させ得るかというのが、
換言すればどの程度の高温環境下迄冷却時の発核
の再現性を維持し得るかというのが、発核剤の性
能を判断する一つの評価方法といえる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者は、酢酸ナトリウム・３水和物の過冷
却の程度を軽減させ得る発核剤を求めて種々検討
の結果、リン酸のナトリウム塩または炭酸ナトリ
ウムが非常に有効であることを先に見出した（特
願昭58−12458号および同58−26083号）。 そこで、本発明者は、これらの発核剤が非金属
系の酸酢酸ナトリウム塩であることに注目し、周
期律表第７族Ａ類、即ちハロゲン系の酸素酸ナト
リウム塩について発核剤としての性能試験を行つ
た結果、ハロゲン酸ナトリウム塩の中ヨウ素酸ナ
トリウムが先に提案されたナトリウム塩と同等以
上の発核作用を示すことを新たに見出した。 〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕 従つて、本発明は蓄熱材に係り、この蓄熱材
は、酢酸ナトリウム・３水和物に発核剤としてヨ
ウ素酸ナトリウムNaIO3を添加してなる。 過冷却軽減の程度は、用いられる発核剤の添加
割合によつても異なるが、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、一般に酢
酸ナトリウム・３水和物に対し0.01〜20重量％、
好ましくは0.05〜10重量％の割合で用いられる。 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Tm′との差ΔTscによつて示される
が、酢酸ナトリウム・３水和物に前記割合の発核
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る。また、それに伴つて、融
解温度への復帰時間も短かくなり、熱サイクル試
験で長期にわたつて安定した性能を発揮すること
とも合いまつて、より効率的な蓄熱作用を営むこ
とができる。 〔発明の効果〕 本発明に係る蓄熱材は、ヨウ素酸ナトリウムを
発核剤として用いることにより、酢酸ナトリウ
ム・３水和物の融点よりも20℃以上も高い温度環
境においても、クラスターを安定に存在させるこ
とができ、これによつて過冷却の程度を軽減させ
ることができるという効果を奏する。しかも、こ
の過冷却防止効果は、長期にわたる蓄熱材のくり
返し使用においても、常に安定に発揮される。 〔実施例〕 次に、実施例について本発明を説明する。 実施例 １、比較例 １ 酢酸ナトリウム・３水和物10ｇに対し、ヨウ素
酸ナトリウムまたは塩素酸ナトリウムをそれぞれ
0.1ｇ添加したものを、容量20mlのガラス容器に
とり、密栓する。これを、80℃の恒温槽中に４時
間放置し、試料を完全に融解させた後室温に放置
する。試料は、過冷却を生じ、室温に達してもな
お液体状態を保つている。この過冷却状態の融液
に、微量の酢酸ナトリウム・３水和物を添加する
と固化するようになる。 このようにして固化処理を行つた試料を、70〜
85℃の一定温度の恒温槽中に２時間放置し、加熱
融解させた。その後、融液を室温迄空冷し、各５
試料づつについてその固化状態を次の基準に従つ
て評価した。得られた結果は、表１に示される。 ○：全体的に発核する △：一部は発核しない ×：全く発核しない
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蓄熱材に関する。 〔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、放熱に伴つて、
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。 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、開発が盛んになつてきて
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。 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、給湯用および暖房用の熱源とし
て50〜60℃といつた比較的低い温度での蓄熱が注
目されている。このような低い温度で蓄熱を行な
う際の潜熱型蓄熱材としては、パラフインワツク
スや高級脂肪酸などの有機物や無機水和物などが
注目されている。 潜熱型蓄熱材としての有機物は、融解、凝固時
における安定性は良好であるものの、材料自身の
熱伝導が悪いため、熱の吸収および放出を行なう
上で問題がある。また、比重が小さいため、蓄熱
器も比較的大きなものとなつてくる。 一方、無機水和物は、有機物蓄熱材と比較して
熱伝導率は約２倍程よく、比重も1.5〜2.0程度と
大きいため、蓄熱器も小さくすることができる。
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潜熱型蓄熱材の
特徴を著しく損わせるものである。 酢酸ナトリウム・３水和物CH3COONa・3H2
Ｏは、融解温度が58℃であり、潜熱量が51cal／
ｇ（示差走査熱量計による）と高いため、給湯用
や暖房用、更には恒温としての空調用などの潜熱
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、一旦融解させた酢酸ナトリウム・３水和
物は、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、酢酸ナトリウム・３水和物の
凝固開始温度が約−21℃であり、結局約80℃近い
温度差に相当する過冷却を生ずるためである。従
つて、58℃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。 もつとも、融点58℃の酢酸ナトリウム・３水和
物を60℃に加熱して融解させた場合には、室温に
迄冷却すると固化することがある。その原因は明
らかではないが、本発明者の見解によれば、融点
近くで融解した酢酸ナトリウム・３水和物は見か
け上は融解しているものの、依然融液中にはそれ
の微細な結晶核（クラスター）が存在しており、
このクラスターは温度が高くなるに従つて不安定
となり、60℃以上ではこの状態で存在し得ず、こ
のため冷却されても発核せず、融液は過冷却状態
になるものと考えられる。 これに対し、酢酸ナトリウム・３水和物に発核
剤としてある種の物質を添加し、この発核剤を添
加した蓄熱材を固化処理すると、クラスターは比
較的高温でも安定に存在することができるように
なる。このため、蓄熱材が高温環境下におかれた
場合でも、融液中に安定に存在するクラスターに
より、冷却時には発核が再現され、結果的に過冷
却を軽減することができる。ここで、固化処理と
は、発核剤を添加した酢酸ナトリウム・３水和物
の融液を、それ単独でも固化する−20℃以下に冷
却して固化させたり、あるいはそこに酢酸ナトリ
ウムの３水和物または無水物の粉末を微量添加す
ることなどにより、一度固化を経験させる処理を
いう。 こうしたことから、前記クラスターを高温にお
いてもいかに安定に存在させ得るかというのが、
換言すればどの程度の高温環境下迄冷却時の発核
の再現性を維持し得るかというのが、発核剤の性
能を判断する一つの評価方法といえる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者は、酢酸ナトリウム・３水和物の過冷
却の程度を軽減させ得る発核剤を求めて種々検討
の結果、リン酸のナトリウム塩または炭酸ナトリ
ウムが非常に有効であることを先に見出した（特
願昭58−12458号および同58−26083号）。 そこで、本発明者は、これらの発核剤が非金属
系の酸酢酸ナトリウム塩であることに注目し、周
期律表第７族Ａ類、即ちハロゲン系の酸素酸ナト
リウム塩について発核剤としての性能試験を行つ
た結果、ハロゲン酸ナトリウム塩の中ヨウ素酸ナ
トリウムが先に提案されたナトリウム塩と同等以
上の発核作用を示すことを新たに見出した。 〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕 従つて、本発明は蓄熱材に係り、この蓄熱材
は、酢酸ナトリウム・３水和物に発核剤としてヨ
ウ素酸ナトリウムNaIO3を添加してなる。 過冷却軽減の程度は、用いられる発核剤の添加
割合によつても異なるが、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、一般に酢
酸ナトリウム・３水和物に対し0.01〜20重量％、
好ましくは0.05〜10重量％の割合で用いられる。 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Tm′との差ΔTscによつて示される
が、酢酸ナトリウム・３水和物に前記割合の発核
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る。また、それに伴つて、融
解温度への復帰時間も短かくなり、熱サイクル試
験で長期にわたつて安定した性能を発揮すること
とも合いまつて、より効率的な蓄熱作用を営むこ
とができる。 〔発明の効果〕 本発明に係る蓄熱材は、ヨウ素酸ナトリウムを
発核剤として用いることにより、酢酸ナトリウ
ム・３水和物の融点よりも20℃以上も高い温度環
境においても、クラスターを安定に存在させるこ
とができ、これによつて過冷却の程度を軽減させ
ることができるという効果を奏する。しかも、こ
の過冷却防止効果は、長期にわたる蓄熱材のくり
返し使用においても、常に安定に発揮される。 〔実施例〕 次に、実施例について本発明を説明する。 実施例 １、比較例 １ 酢酸ナトリウム・３水和物10ｇに対し、ヨウ素
酸ナトリウムまたは塩素酸ナトリウムをそれぞれ
0.1ｇ添加したものを、容量20mlのガラス容器に
とり、密栓する。これを、80℃の恒温槽中に４時
間放置し、試料を完全に融解させた後室温に放置
する。試料は、過冷却を生じ、室温に達してもな
お液体状態を保つている。この過冷却状態の融液
に、微量の酢酸ナトリウム・３水和物を添加する
と固化するようになる。 このようにして固化処理を行つた試料を、70〜
85℃の一定温度の恒温槽中に２時間放置し、加熱
融解させた。その後、融液を室温迄空冷し、各５
試料づつについてその固化状態を次の基準に従つ
て評価した。得られた結果は、表１に示される。 ○：全体的に発核する △：一部は発核しない ×：全く発核しない
【表】
実施例 ２
酢酸ナトリウム・３水和物に対し、それぞれ所
定割合のヨウ素酸ナトリウムを発核剤として添加
し、それらのΔTscの値を次の方法に従つて測定
した。 酢酸ナトリウム・３水和物10ｇを容量20mlのガ
ラス容器にとり、それに発核剤の所定量を添加
し、密栓する。これを恒温槽内に入れ、上限温度
75℃、下限温度15℃の範囲内で、まず昇温速度１
℃／分にて加温し、それが融解する温度（Tm）
以上に混合物の温度を高めた後、今度は降温速度
１℃／分にて冷却し、ある温度（Tm′）迄過冷却
して固化するに至る熱サイクル試験をくり返して
行ない、その際の温度変化を熱電対で測定し、過
冷却の程度ΔTsc（Tm−Tm′）を調べた。得られ
た結果は、次の表２に示される。
定割合のヨウ素酸ナトリウムを発核剤として添加
し、それらのΔTscの値を次の方法に従つて測定
した。 酢酸ナトリウム・３水和物10ｇを容量20mlのガ
ラス容器にとり、それに発核剤の所定量を添加
し、密栓する。これを恒温槽内に入れ、上限温度
75℃、下限温度15℃の範囲内で、まず昇温速度１
℃／分にて加温し、それが融解する温度（Tm）
以上に混合物の温度を高めた後、今度は降温速度
１℃／分にて冷却し、ある温度（Tm′）迄過冷却
して固化するに至る熱サイクル試験をくり返して
行ない、その際の温度変化を熱電対で測定し、過
冷却の程度ΔTsc（Tm−Tm′）を調べた。得られ
た結果は、次の表２に示される。
【表】
過冷却防止の効果は、長期のくり返しにおい
て、安定に発揮されなければならない。上記表２
の結果は、20サイクル目の値であるが、初回から
その効果は変らず、50サイクル後においても安定
している。添加割合が20重量％以上になると、酢
酸ナトリウム・３水和物本来の融解温度（Tm）
よりも、蓄熱材としての融解温度が著しく低下
し、50〜60℃の必要温度範囲を満足させない結果
となる。こうした結果から、添加割合の上限は約
20重量％である。 なお、No.５の場合における熱サイクル試験（20
回目）の経時的な温度変化が、第１図のグラフに
示されている。
て、安定に発揮されなければならない。上記表２
の結果は、20サイクル目の値であるが、初回から
その効果は変らず、50サイクル後においても安定
している。添加割合が20重量％以上になると、酢
酸ナトリウム・３水和物本来の融解温度（Tm）
よりも、蓄熱材としての融解温度が著しく低下
し、50〜60℃の必要温度範囲を満足させない結果
となる。こうした結果から、添加割合の上限は約
20重量％である。 なお、No.５の場合における熱サイクル試験（20
回目）の経時的な温度変化が、第１図のグラフに
示されている。
第１図は、実施例２のNo.５の場合における熱サ
イクル試験（20回目）の経時的な温度変化を示す
グラフである。
イクル試験（20回目）の経時的な温度変化を示す
グラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酢酸ナトリウム・３水和物に発核剤としてヨ
ウ素酸ナトリウムを添加してなる蓄熱材。 ２ 酢酸ナトリウム・３水和物に対し0.01〜20重
量％の割合の発核剤が添加された特許請求の範囲
第１項記載の蓄熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9956284A JPS60243188A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 蓄熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9956284A JPS60243188A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 蓄熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60243188A JPS60243188A (ja) | 1985-12-03 |
| JPH0434583B2 true JPH0434583B2 (ja) | 1992-06-08 |
Family
ID=14250581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9956284A Granted JPS60243188A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 蓄熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60243188A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55142078A (en) * | 1979-04-23 | 1980-11-06 | Sekisui Chem Co Ltd | Heat-storing composition |
-
1984
- 1984-05-17 JP JP9956284A patent/JPS60243188A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60243188A (ja) | 1985-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0450955B2 (ja) | ||
| JPH0215598B2 (ja) | ||
| JP2981890B1 (ja) | 蓄熱装置およびその装置における熱管理方法 | |
| JPH0434583B2 (ja) | ||
| JPH0450956B2 (ja) | ||
| JPH0348238B2 (ja) | ||
| JPS5952920B2 (ja) | 潜熱蓄熱材 | |
| JP2800039B2 (ja) | 潜熱蓄熱材 | |
| JPS61197668A (ja) | 蓄熱材 | |
| JPH0414718B2 (ja) | ||
| JPH0151517B2 (ja) | ||
| JPS588712B2 (ja) | 蓄熱剤組成物 | |
| JPS63256683A (ja) | 蓄熱材 | |
| JPH03143984A (ja) | 蓄熱剤組成物 | |
| JPH0347888A (ja) | 蓄熱材 | |
| JP2982409B2 (ja) | 潜熱蓄熱材 | |
| JPH0347889A (ja) | 潜熱蓄熱材 | |
| JPS581714B2 (ja) | 蓄熱剤組成物 | |
| JPH0453913B2 (ja) | ||
| JP2982397B2 (ja) | 潜熱蓄熱材 | |
| JPS5821942B2 (ja) | 蓄熱剤組成物 | |
| JPH07103365B2 (ja) | 蓄熱材の前処理方法 | |
| JP2800329B2 (ja) | 潜熱蓄熱材 | |
| JPS6325038B2 (ja) | ||
| JPS6022031B2 (ja) | 蓄熱剤組成物 |