JPH0210096A - 潜熱蓄熱材 - Google Patents

潜熱蓄熱材

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JPH0210096A
JPH0210096A JP63159211A JP15921188A JPH0210096A JP H0210096 A JPH0210096 A JP H0210096A JP 63159211 A JP63159211 A JP 63159211A JP 15921188 A JP15921188 A JP 15921188A JP H0210096 A JPH0210096 A JP H0210096A
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JP
Japan
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heat storage
latent heat
storage material
temperature
container
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Pending
Application number
JP63159211A
Other languages
English (en)
Inventor
Shozo Fujita
省三 藤田
Takaharu Asano
高治 浅野
Takafumi Hataya
隆文 端谷
Fumio Takei
文雄 武井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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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】 〔概 要〕 物質の蓄熱放熱作用を利用する潜熱蓄熱材に関し、 取扱いが安全かつ簡便であり、安定な蓄熱ができるよう
にすることを目的とし、 無機塩水化物および包接型水化物から選ばれる潜熱蓄熱
剤と核形成促進剤とを10〜20m1の容積の密閉容器
内に封入して構成する。
〔従来の技術〕
従来、温度制御の方法としては、電力ガス等のエネルギ
ーを消費して行う能動的な制御と、特にエネルギーを消
費することなく、比熱の大きな物質による蓄熱放熱作用
を利用した受動的な制御とが存在する。後者に関しては
、主に太陽熱や各種廃熱の再利用の面から詳細な研究開
発が行われ、様々な潜熱蓄熱剤が考案されている(電気
学会雑誌101巻15〜22頁、1981年)。従来、
このような蓄熱剤は、大規模システム向けに使われるこ
とが多く、小規模なものとしては、保冷剤として0℃近
傍で有効なポリエチレングリコール系の物質が利用され
るのみであった。
しかし、省エネルギーを要求される環境においては、蓄
熱剤による温度維持が極めて有効であるため、本発明者
らは先に2種の温度領域からなる潜熱蓄熱剤を併用した
温度維持装置を提案した(特願昭62−58729)。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、潜熱蓄熱剤が有効に機能するためには、凝固
による放熱過程において過冷却に陥ることなく凝固を行
わせるため、核形成促進材を添加することが必要である
。核形成促進材は潜熱蓄熱剤の種類によりそれぞれ異な
るものが見出されている(電気学会雑誌101巻15〜
22頁、1981年)が、いずれも蓄熱剤には不溶性で
あり、蓄熱剤が溶融状態にあるときには沈澱して核形成
促進能力が低下するという問題があった。また、蓄熱剤
は相分離により能力が低下するという問題もあった。こ
れに対して、従来は、ゲル化剤を加えたり、強制的な攪
拌を行うことによって核形成促進材の懸濁状態の保持と
相分離の抑制を行ってきた。しかし、ゲル化は熱伝導の
低下を招き、強制攪拌は省エネルギーを要求される環境
においては使用できないなどの問題があった。
本発明は、上記の如き従来技術の問題点を解消し、取扱
いが安全かつ簡便であり、安定な蓄熱を行うことのでき
る潜熱蓄熱材を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、上記課題を解決するため、無機塩水化
物および包接型水化物から選ばれる潜熱蓄熱剤と核形成
促進剤とを10〜20mffの容積の密閉容器内に封入
してなる潜熱蓄熱材が提供される。
〔作 用〕
本発明においては、蓄熱剤を大きな容器に入れるのでは
なく、容積が10〜20dの容器に分割して封入するこ
とにより、蓄熱剤と核形成促進剤との分離を最小限に抑
えるとともに、蓄熱剤の相分離が広範囲に亘って生ずる
ことを防止するのである。
容器はポリプロピレンまたはポリエチレン製であるのが
好ましい。容器の容積が上記よりも小さいと、封入され
る蓄熱剤の容量が小さくなりすぎて、蓄熱効率が不十分
なものとなる。一方、容器の容積が大きい場合には、核
形成促進剤の分離や蓄熱剤の相分離のために安定な蓄熱
ができなくなる。
本発明の潜熱蓄熱材には、さらに、有色無機塩が封入さ
れていてもよい。有色無機塩を封入することにより、潜
熱蓄熱剤を所定の色相に着色することができ、これを潜
熱蓄熱剤の種類に応じ、例えば、蓄熱剤の蓄熱温度領域
に応じて区分して、色分けを行えば、いかなる温度領域
の蓄熱剤が封入された潜熱蓄熱材であるかを容易に識別
することができる。
本発明の潜熱蓄熱材において、それぞれ組成の異なる2
種類の潜熱蓄熱剤を封入して、蓄熱温度領域の異なる潜
熱蓄熱材を構成し、かかる蓄熱材を配置することにより
、蓄熱温度に上限と下限とを有する保温容器を得ること
ができる。
〔実施例〕
本発明においては、容器の選定が重要な因子である。即
ち、(1)潜熱蓄熱剤は主に無機塩水和物からなるため
、容器そのものに耐腐食性が必要であり、(2)容器か
ら漏れた場合には周囲の金属部に腐食をもたらす危険性
があるため、封入能力が良いことが要求され、(3)単
位体積あたりの蓄熱剤量を多くするため、容器壁厚を可
能なかぎり薄くする必要がある。
このような観点からポリエチレン/ポリプロピレン樹脂
製のチューブ(外径16mmX78mm、内容積13.
5−1壁厚0.6mm)を採用した。このチューブは、
無機塩水溶液などに侵されることがなく、地上の重力の
60万倍の加速度下においても液の漏出がないなど、上
記の要求をみたすものであり、日立製作所ないしベック
マンジャパン社より容易に入手することができる。
実施例1 25℃において融解凝固反応により蓄熱させる系として
、塩化カルシウム六水塩18gと塩化マグネシウム六水
塩2gおよび核形成促進剤として乳鉢にて微粉末化した
水酸化バリウム八水塩60mgを混合し、50℃に温め
て融解状態とし、チューブ1に充填したく第1図a)。
本蓄熱剤2は25℃において融解凝固反応により蓄熱作
用を示すが、これに伴い体積変化を起こすので、0.1
ml程度の空間を残しておく。チューブを超遠心分離機
用チューブシーラを用いてヒートシールし、密封した(
第1図b)。このような蓄熱剤封入チューブを147本
用意し、内寸法11.2X11.2X24cmの容器に
充填し、外部温度を6℃および44℃にして容器中心部
の温度を経時的に測定したところ、第2図に示すように
降温、昇温いずれにおいても良好な温度維持能力を示し
た。これを上記の温度条件で200回にわたり降温、昇
温させたが、相分離や核形成促進能力の低下は見られず
、当初と同じ温度維持能力を保っていた。
実施例2 実施例1の操作を繰り返したが、ここでは50℃に温め
て融解状態とした蓄熱剤組成物に塩化コバルト六水塩5
0mgを溶解した。得られた蓄熱剤は、溶融状態では濃
い青色を呈し、凝固状態では赤紫色を呈した。
チューブに封入して得られた蓄熱材は実施例1と全く同
等の性能を示し、また200回の昇温、降温の繰り返し
後においても着色状態は変化しなかった。
実施例3 16℃において融解凝固反応により蓄熱させる系として
塩化カルシウム六水塩9.1gと臭化カルシウム六水塩
12.8 gを混合し、核形成促進剤として乳鉢にて微
粉末化した水酸化バリウム八水塩60mgを混合して5
0℃に温めて融解状態としたものに、塩化第二鉄大水塩
30mgを溶解する。本蓄熱剤は黄褐色を呈する。本蓄
熱剤は凝固反応に伴い体積変化を起こすので、0.1 
mi!程度の空間を残してチューブに融液を充填する。
本チューブを超遠心分離機用チューブシーラを用いてヒ
ートシールし、密封した。このような蓄熱剤封入チュー
ブを147本用意し、内寸法11.2 X11.2 X
24cmの容器に充填し、外部温度を0℃および33℃
にして容器中心部の温度を経時的に測定したところ、1
6〜13℃の範囲で凝固反応が、また13〜17℃の範
囲で融解反応がおこり、良好な温度維持能力を示しく7
) た(第3図)。これを上記の温度条件で200回にわた
り降温、昇温させたが、着色状態の変化はおこらず容易
に識別できた。
上記の他、塩化ニッケノペ塩化第一銅などの塩化物や硫
酸第二銅などの着色無機塩類、ないし無機錯塩が着色材
料として使用できる。
実施例4 実施例2および実施例3で得られた蓄熱剤4および5を
第4図aおよびbに示すように配置して、内寸法145
 X 145 X 85 mmの発泡ポリスチレン断熱
材3からなる容器に充填し、模擬試料として中央部に白
金抵抗体温度センサ6を持つアクリルブロック8を置い
て、外気温を6時間ないし24時間周期で5D℃および
一10℃にて矩形状に変動させた。
第5図は6時間周期で変動させた場合の中心部温度の時
間変化を示している。対照として同形のチューブに空気
ないし水を詰めたものの結果を示すが、明らかにこれら
の対照に較べて高い温度維持能力を示している。
第6図は24時間周期で変動させた場合の中心部温度の
時間変化を示している。第5図と同様にして対照データ
をとっているが、水を使ったものとの温度維持能力の差
は第5図よりもより明確に示されている。
本実施例では、潜熱蓄熱材の間隙には何も充填していな
いが、−液性の発泡ウレタンなどを間隙に充填すること
により、更に温度維持能力の向上を図ることができる。
また、温度領域が上記蓄熱材と異なるものを組み合わせ
ることにより、有効温度範囲の違う蓄熱材を得ることが
できる。
〔発明の効果〕
本発明により、従来見られたように相分離や核形成促進
剤の除去による温度維持能力の低下を防止することがで
き、簡便で取り扱い容易な潜熱蓄熱材を提供することが
できる。また異なる凝固温度を持つ潜熱蓄熱剤をそれぞ
れ別個に本発明になる容器に充填しておき、これを適宜
組み合わせることにより、容易に温度範囲の異なる蓄熱
系を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る潜熱蓄熱材を模式的に示す図、第
2図および第3図は本発明実施例の蓄熱材の温度維持能
力を示す図、第4図は本発明に係る保温容器を模式的に
示す図、第5図および第6図は本発明実施例の保温容器
の温度維持能力を示す図である。 1・・・チューブ、      2・・・蓄熱剤、3・
・・断熱材、       4・・・25℃用蓄熱材、
5・・・16℃用蓄熱材、  6・・・温度センサ、7
・・・断熱材フタ、 訃・・−模擬試料(アクリルブロック)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、無機塩水化物および包接型水化物から選ばれる潜熱
    蓄熱剤と核形成促進剤とを10〜20mlの容積の密閉
    容器内に封入してなる潜熱蓄熱材。 2、さらに有色無機塩が封入されている、請求項1記載
    の潜熱蓄熱材。 3、それぞれ組成の異なる2種類の潜熱蓄熱剤を含む2
    種類の請求項1記載の潜熱蓄熱材を配置することにより
    蓄熱温度に上限および下限を設定したことを特徴とする
    保温容器。
JP63159211A 1988-06-29 1988-06-29 潜熱蓄熱材 Pending JPH0210096A (ja)

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