JPH0443951B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0443951B2 JPH0443951B2 JP58229317A JP22931783A JPH0443951B2 JP H0443951 B2 JPH0443951 B2 JP H0443951B2 JP 58229317 A JP58229317 A JP 58229317A JP 22931783 A JP22931783 A JP 22931783A JP H0443951 B2 JPH0443951 B2 JP H0443951B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluoride
- heat storage
- heat
- crystal nucleation
- storage material
- 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
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Description
産業上の利用分野
本発明は、酢酸ナトリウム３水塩を主体とする
潜熱蓄熱材に関するものである。 従来例の構成とその問題点 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
較して、単位重量当りの蓄熱量が大きく、必要量
の熱を蓄熱しておくのに少量でよく、そのため蓄
熱装置の小型化が可能となる。また、潜熱を利用
した蓄熱材は顕熱を利用した蓄熱材のように、放
熱とともに温度が低下してしまわずに、転移点に
おいて一定の温度の熱を放出するという特徴を有
する。特に、無機水和塩の融解潜熱を利用した蓄
熱材は、単位体積当りの蓄熱量が大きいことが知
られている。 ところで、従来より酢酸ナトリウム３水塩
（CH3CO2Na・3H2Ｏ、融点約58℃）は無機水和
塩のなかでも蓄熱量が大きく、たとえば暖房用の
蓄熱材として有力視されていた。しかし、CH3
CO2Na・3H2Ｏは一度融解すると、非常に過冷
却状態になりやすく、その融解液は、通常、−20
℃程度まで冷却されないと過冷却が破れない。そ
して、過冷却状態は、凝固点まで冷却されても融
解潜熱を放出せず、その温度以下に冷却されてし
まう現象であるから、融解潜熱を利用した蓄熱材
にとつて致命的欠点となる。 発明の目的 本発明は、酢酸ナトリウム３水塩の過冷却現象
を防止し、安価で、吸放熱性能の安定した単位重
量当りもしくは単位体積当りの蓄熱量の大きい蓄
熱材を提供しようとするものである。 発明の構成 本発明のもつとも特徴とするところは、酢酸ナ
トリウム３水塩（CH3CO2Na・3H2Ｏ）を主成分
とし、CH3CO2Na・3H2Ｏの結晶化の際の過冷却
を防止するための結晶核形成材としてフツ化リチ
ウム（LiF）、フツ化ナトリウム（NaF）、フツ化
水素ナトリウム（NaHF2）、フツ化ストロンチウ
ム（SrF2）、フツ化チタンカリウム（K2TiF6）、
フツ化マンガン（MnF2）、ならびにフツ化コバ
ルト（CoF3）よりなる化合物群より選択された
少なくとも１種を含有させたことにある。 ところで、第１図にCH3CO2Na−H2Ｏ系の状
態図を示す。この図により、CH3CO2Naが60.3重
量％、H2Ｏが39.7重量％からなる系はCH3CO2
Na・3H2Ｏ組成に相当し、この組成では、過冷
却が起こらなければ約58℃で融解と凝固が起こる
ことが分かる。また、この状態図より、CH3CO2
Na・3H2Ｏに水を添加してCH3CO2Naの濃度を
60.3重量％より低下させると、大きく潜熱量が低
下する事がわかる。従つて、CH3CO2Na・3H2Ｏ
に水を添加する事は蓄熱材の蓄熱量を大きく低下
させることになるので、好ましいことではない。
さらに、CH3CO2Na・3H2ＯにH2Ｏを加えて蓄
熱材中のCH3CO2Naの濃度を低下させた蓄熱材
では、結晶核形成材としてたとえフツ化リチウム
等のフツ化物を添加していても、融解と結晶化を
繰り返していると、次第に結晶核形成材の効果が
失われ、過冷却の幅が大きくなつてくる。従つ
て、この面からも、CH3CO2Na・3H2Ｏを蓄熱材
に用いる場合は、水の添加は望ましくない。 結晶核形成材の含有量はCH3CO2Na・3H2Ｏが
100重量部に対して、１重量部程度で十分に効果
があり、さらにそれ以上含有していても、当然効
果がある。しかしながら、本発明にかかる蓄熱材
を空調用蓄熱装置等で使用する際には、100〜
1000Kg程度用いるのが普通であると考えられる。
そのような場合には、CH3CO2Na・3H2Ｏ結晶が
融解した状態においても、全体が均一にならず、
上部にCH3CO2Naの低濃度の溶液が、下部に結
晶核形成材の沈澱物、およびCH3CO2Naの高濃
度溶液が存在する事になる。そのため、結晶核形
成材の混合量が、均一な溶液を形成する場合の最
小量に比較してはるかに少量でも、結晶核形成材
が蓄熱材中に溶解してしまわずに結晶核形成材と
して作用する。結晶核形成に必要な前記結晶核形
成材の最小量つまり混合量の下限は、用いるCH3
CO2Na・3H2Ｏの量や蓄熱材を収納する容器の
形状に依存するため、その使用形態に応じて決め
てやればよい。 しかし、あまり大量に結晶核形成材を加えるこ
とは、蓄熱材として好ましい事ではなく、蓄熱材
全体として見た場合の蓄熱量の減少につながる。
そのため、実用的には、結晶核形成材の混合割合
は、CH3CO2Na・3H2Ｏが100重量部に対して40
重量部を超えないことが望ましい。 実施例の説明 CH3CO2Na・3H2Ｏを1000ｇと第１表に示した
結晶核形成材10ｇをビーカーに入れ、ウオーター
バス中で75℃まで加熱して、CH3CO2Na・3H2Ｏ
をすべて融解した。この混合物を内径100mm、長
さ100mmの円筒形容器に収納し、熱電対挿入管を
付した栓で密封した。その容器をウオーターバス
中に入れ、76℃と40℃の間で加熱冷却を連続して
行なつた。 第２図は、結晶核形成材としてフツ化リチウム
を用いた場合の蓄熱材を、連続100回加熱と冷却
を繰り返した際の過冷却度すなわち凝固温度と過
冷却の破れる温度の差の変化の様子を示したもの
である。図の横軸は加熱冷却サイクルの繰り返し
回数を対数目盛りでしめしたものであり、縦軸は
過冷却度（℃）である。この図より、本実施例の
蓄熱材は、加熱および冷却を100回繰り返しても、
過冷却度は３〜４℃の範囲で安定しており、過冷
却防止機能は劣化せずに、有効に作用している事
がわかる。
潜熱蓄熱材に関するものである。 従来例の構成とその問題点 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
較して、単位重量当りの蓄熱量が大きく、必要量
の熱を蓄熱しておくのに少量でよく、そのため蓄
熱装置の小型化が可能となる。また、潜熱を利用
した蓄熱材は顕熱を利用した蓄熱材のように、放
熱とともに温度が低下してしまわずに、転移点に
おいて一定の温度の熱を放出するという特徴を有
する。特に、無機水和塩の融解潜熱を利用した蓄
熱材は、単位体積当りの蓄熱量が大きいことが知
られている。 ところで、従来より酢酸ナトリウム３水塩
（CH3CO2Na・3H2Ｏ、融点約58℃）は無機水和
塩のなかでも蓄熱量が大きく、たとえば暖房用の
蓄熱材として有力視されていた。しかし、CH3
CO2Na・3H2Ｏは一度融解すると、非常に過冷
却状態になりやすく、その融解液は、通常、−20
℃程度まで冷却されないと過冷却が破れない。そ
して、過冷却状態は、凝固点まで冷却されても融
解潜熱を放出せず、その温度以下に冷却されてし
まう現象であるから、融解潜熱を利用した蓄熱材
にとつて致命的欠点となる。 発明の目的 本発明は、酢酸ナトリウム３水塩の過冷却現象
を防止し、安価で、吸放熱性能の安定した単位重
量当りもしくは単位体積当りの蓄熱量の大きい蓄
熱材を提供しようとするものである。 発明の構成 本発明のもつとも特徴とするところは、酢酸ナ
トリウム３水塩（CH3CO2Na・3H2Ｏ）を主成分
とし、CH3CO2Na・3H2Ｏの結晶化の際の過冷却
を防止するための結晶核形成材としてフツ化リチ
ウム（LiF）、フツ化ナトリウム（NaF）、フツ化
水素ナトリウム（NaHF2）、フツ化ストロンチウ
ム（SrF2）、フツ化チタンカリウム（K2TiF6）、
フツ化マンガン（MnF2）、ならびにフツ化コバ
ルト（CoF3）よりなる化合物群より選択された
少なくとも１種を含有させたことにある。 ところで、第１図にCH3CO2Na−H2Ｏ系の状
態図を示す。この図により、CH3CO2Naが60.3重
量％、H2Ｏが39.7重量％からなる系はCH3CO2
Na・3H2Ｏ組成に相当し、この組成では、過冷
却が起こらなければ約58℃で融解と凝固が起こる
ことが分かる。また、この状態図より、CH3CO2
Na・3H2Ｏに水を添加してCH3CO2Naの濃度を
60.3重量％より低下させると、大きく潜熱量が低
下する事がわかる。従つて、CH3CO2Na・3H2Ｏ
に水を添加する事は蓄熱材の蓄熱量を大きく低下
させることになるので、好ましいことではない。
さらに、CH3CO2Na・3H2ＯにH2Ｏを加えて蓄
熱材中のCH3CO2Naの濃度を低下させた蓄熱材
では、結晶核形成材としてたとえフツ化リチウム
等のフツ化物を添加していても、融解と結晶化を
繰り返していると、次第に結晶核形成材の効果が
失われ、過冷却の幅が大きくなつてくる。従つ
て、この面からも、CH3CO2Na・3H2Ｏを蓄熱材
に用いる場合は、水の添加は望ましくない。 結晶核形成材の含有量はCH3CO2Na・3H2Ｏが
100重量部に対して、１重量部程度で十分に効果
があり、さらにそれ以上含有していても、当然効
果がある。しかしながら、本発明にかかる蓄熱材
を空調用蓄熱装置等で使用する際には、100〜
1000Kg程度用いるのが普通であると考えられる。
そのような場合には、CH3CO2Na・3H2Ｏ結晶が
融解した状態においても、全体が均一にならず、
上部にCH3CO2Naの低濃度の溶液が、下部に結
晶核形成材の沈澱物、およびCH3CO2Naの高濃
度溶液が存在する事になる。そのため、結晶核形
成材の混合量が、均一な溶液を形成する場合の最
小量に比較してはるかに少量でも、結晶核形成材
が蓄熱材中に溶解してしまわずに結晶核形成材と
して作用する。結晶核形成に必要な前記結晶核形
成材の最小量つまり混合量の下限は、用いるCH3
CO2Na・3H2Ｏの量や蓄熱材を収納する容器の
形状に依存するため、その使用形態に応じて決め
てやればよい。 しかし、あまり大量に結晶核形成材を加えるこ
とは、蓄熱材として好ましい事ではなく、蓄熱材
全体として見た場合の蓄熱量の減少につながる。
そのため、実用的には、結晶核形成材の混合割合
は、CH3CO2Na・3H2Ｏが100重量部に対して40
重量部を超えないことが望ましい。 実施例の説明 CH3CO2Na・3H2Ｏを1000ｇと第１表に示した
結晶核形成材10ｇをビーカーに入れ、ウオーター
バス中で75℃まで加熱して、CH3CO2Na・3H2Ｏ
をすべて融解した。この混合物を内径100mm、長
さ100mmの円筒形容器に収納し、熱電対挿入管を
付した栓で密封した。その容器をウオーターバス
中に入れ、76℃と40℃の間で加熱冷却を連続して
行なつた。 第２図は、結晶核形成材としてフツ化リチウム
を用いた場合の蓄熱材を、連続100回加熱と冷却
を繰り返した際の過冷却度すなわち凝固温度と過
冷却の破れる温度の差の変化の様子を示したもの
である。図の横軸は加熱冷却サイクルの繰り返し
回数を対数目盛りでしめしたものであり、縦軸は
過冷却度（℃）である。この図より、本実施例の
蓄熱材は、加熱および冷却を100回繰り返しても、
過冷却度は３〜４℃の範囲で安定しており、過冷
却防止機能は劣化せずに、有効に作用している事
がわかる。
【表】
ところで、第３図は結晶核形成材としてフツ化
ナトリウムを用いた場合の過冷却度であり、第４
図はフツ化水素ナトリウムを用いた場合、第５図
はフツ化ストロンチウムを用いた場合、第６図は
フツ化チタンカリウムを用いた場合、第７図はフ
ツ化マンガンを用いた場合、第８図はフツ化コバ
ルトを用いた場合である。これらの実施例の蓄熱
材はいずれも、過冷却度が３〜４℃付近で非常に
安定している。 実施例 ２ CH3CO2Na・3H2Ｏを500Kgと第１表に示した
結晶核形成材500ｇとを、内部にヒータを有する
内径80cm、高さ90cmの内筒形容器に収納し、熱電
対挿入管を付した栓で密封した。容器内部のヒー
ターでCH3CO2Na・3H2Ｏをすべて融解した。そ
れからヒータを停止して冷却したところ、結晶核
形成材としてフツ化リチウム、フツ化ナトリウ
ム、フツ化水素ナトリウム、フツ化ストロンチウ
ム、フツ化チタンカリウム、フツ化マンガンなら
びにフツ化コバルトのいずれを用いた場合にも、
55℃付近で過冷却が破れ、容器内部の温度が58℃
まで上昇した。その後、50回加熱と冷却を繰り返
したが、過冷却度が約３℃付近のところで安定し
て過冷却が破れ、本実施例の蓄熱材が十分に蓄熱
材として機能している事が確認出来た。 比較例 １ CH3CO2Na・3H2Ｏを1000ｇ実施例１と同様の
容器に収納し、76℃まで加熱してCH3CO2Na・
3H2Ｏをすべて融解した。その後冷却したとこ
ろ、室温まで達してもCH3CO2Na・3H2Ｏは結晶
化しなかつた。 比較例 ２ CH3CO2Na・3H2Ｏを500Kgを実施例２と同様
の容器に収納し、容器内部のヒータでCH3CO2
Na・3H2Ｏを70℃まで加熱して、CH3CO2Na・
3H2Ｏをすべて融解した。その後ヒータによる加
熱を停止して冷却したところ、室温まで達しても
CH3CO2Na・3H2Ｏは結晶化しなかつた。 比較例 ３ CH3CO2Na・3H2Ｏを1000ｇとフツ化ニオブ
（NbF5，tn＝75.5℃）10ｇを実施例１と同様の容
器に収納し、76℃まで加熱してCH3CO2Na・3H2
Ｏをすべて融解した。その時、フツ化ニオブも同
時に融解してしまつた。その後冷却したところ、
室温まで達してもCH3CO2Na・3H2Ｏは結晶化し
なかつた。 発明の効果 以上実施例で示したように、本発明の蓄熱材は
CH3CO2Na・3H2Ｏに結晶核形成材として80℃以
下の温度で融解したり分解したりしない特定のフ
ツ化物を含有させた蓄熱材であるから、融解と結
晶化を繰り返しても過冷却のほとんど示さない安
定した吸収・放熱性能を有し、安価でかつ蓄熱量
の大きなものとなつている。そして、実施例では
これらの結晶核形成材を単独で使用した場合につ
いて示しているが、それらを複数種組み合わせて
使用しても同等の作用効果を得ることができるも
のである。 本発明の蓄熱材は、空調用の蓄熱装置だけでは
なく、蓄熱式保温器等の蓄熱を利用するあらゆる
方面に応用可能なものである。
ナトリウムを用いた場合の過冷却度であり、第４
図はフツ化水素ナトリウムを用いた場合、第５図
はフツ化ストロンチウムを用いた場合、第６図は
フツ化チタンカリウムを用いた場合、第７図はフ
ツ化マンガンを用いた場合、第８図はフツ化コバ
ルトを用いた場合である。これらの実施例の蓄熱
材はいずれも、過冷却度が３〜４℃付近で非常に
安定している。 実施例 ２ CH3CO2Na・3H2Ｏを500Kgと第１表に示した
結晶核形成材500ｇとを、内部にヒータを有する
内径80cm、高さ90cmの内筒形容器に収納し、熱電
対挿入管を付した栓で密封した。容器内部のヒー
ターでCH3CO2Na・3H2Ｏをすべて融解した。そ
れからヒータを停止して冷却したところ、結晶核
形成材としてフツ化リチウム、フツ化ナトリウ
ム、フツ化水素ナトリウム、フツ化ストロンチウ
ム、フツ化チタンカリウム、フツ化マンガンなら
びにフツ化コバルトのいずれを用いた場合にも、
55℃付近で過冷却が破れ、容器内部の温度が58℃
まで上昇した。その後、50回加熱と冷却を繰り返
したが、過冷却度が約３℃付近のところで安定し
て過冷却が破れ、本実施例の蓄熱材が十分に蓄熱
材として機能している事が確認出来た。 比較例 １ CH3CO2Na・3H2Ｏを1000ｇ実施例１と同様の
容器に収納し、76℃まで加熱してCH3CO2Na・
3H2Ｏをすべて融解した。その後冷却したとこ
ろ、室温まで達してもCH3CO2Na・3H2Ｏは結晶
化しなかつた。 比較例 ２ CH3CO2Na・3H2Ｏを500Kgを実施例２と同様
の容器に収納し、容器内部のヒータでCH3CO2
Na・3H2Ｏを70℃まで加熱して、CH3CO2Na・
3H2Ｏをすべて融解した。その後ヒータによる加
熱を停止して冷却したところ、室温まで達しても
CH3CO2Na・3H2Ｏは結晶化しなかつた。 比較例 ３ CH3CO2Na・3H2Ｏを1000ｇとフツ化ニオブ
（NbF5，tn＝75.5℃）10ｇを実施例１と同様の容
器に収納し、76℃まで加熱してCH3CO2Na・3H2
Ｏをすべて融解した。その時、フツ化ニオブも同
時に融解してしまつた。その後冷却したところ、
室温まで達してもCH3CO2Na・3H2Ｏは結晶化し
なかつた。 発明の効果 以上実施例で示したように、本発明の蓄熱材は
CH3CO2Na・3H2Ｏに結晶核形成材として80℃以
下の温度で融解したり分解したりしない特定のフ
ツ化物を含有させた蓄熱材であるから、融解と結
晶化を繰り返しても過冷却のほとんど示さない安
定した吸収・放熱性能を有し、安価でかつ蓄熱量
の大きなものとなつている。そして、実施例では
これらの結晶核形成材を単独で使用した場合につ
いて示しているが、それらを複数種組み合わせて
使用しても同等の作用効果を得ることができるも
のである。 本発明の蓄熱材は、空調用の蓄熱装置だけでは
なく、蓄熱式保温器等の蓄熱を利用するあらゆる
方面に応用可能なものである。
第１図は、酢酸ナトリウム−水系の状態図であ
る。第２図から第８図は、本発明にかかる蓄熱材
の実施例を100回繰り返して加熱・冷却した時の
過冷却度の変化の様子を示したものである。
る。第２図から第８図は、本発明にかかる蓄熱材
の実施例を100回繰り返して加熱・冷却した時の
過冷却度の変化の様子を示したものである。
Claims (1)
- １ 酢酸ナトリウム３水塩（CH3CO2Na・3H2
Ｏ）に、結晶核形成材としてフツ化リチウム
（LiF）、フツ化ナトリウム（NaF）、フツ化水素
ナトリウム（NaHF2）、フツ化ストロンチウム
（SrF2）、フツ化チタンカリウム（K2TiF6）、フ
ツ化マンガン（MnF2）、フツ化コバルト（CoF3）
より選択された少なくとも１種を0.1重量部以上
でかつ40重量部を超えない範囲で混合した蓄熱
材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58229317A JPS60120786A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 蓄熱材 |
| US06/677,248 US4595516A (en) | 1983-12-05 | 1984-12-03 | Heat storage material |
| EP84308406A EP0146304B1 (en) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | Heat storage material |
| DE8484308406T DE3470322D1 (en) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | Heat storage material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58229317A JPS60120786A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 蓄熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60120786A JPS60120786A (ja) | 1985-06-28 |
| JPH0443951B2 true JPH0443951B2 (ja) | 1992-07-20 |
Family
ID=16890238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58229317A Granted JPS60120786A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 蓄熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60120786A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610359A (en) * | 1979-07-05 | 1981-02-02 | Kansai Paint Co Ltd | Electrostatic powder spray gun |
-
1983
- 1983-12-05 JP JP58229317A patent/JPS60120786A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60120786A (ja) | 1985-06-28 |
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