JPH0450358B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0450358B2 JPH0450358B2 JP61078678A JP7867886A JPH0450358B2 JP H0450358 B2 JPH0450358 B2 JP H0450358B2 JP 61078678 A JP61078678 A JP 61078678A JP 7867886 A JP7867886 A JP 7867886A JP H0450358 B2 JPH0450358 B2 JP H0450358B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- supercooling
- hpo
- heat storage
- storage material
- temperature
- 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K2HPO4・6H2Oを主成分とする蓄熱
材組成物において過冷却防止用として適量の核剤
を添加してなる蓄熱材組成物に関するものであ
る。 ［従来の技術］ 低温排熱の蓄熱，空調（冷房），ケミカルヒー
トポンプ，温室暖房等に使用される蓄熱材組成物
としては、従来、凝固点が30℃近傍にある
CaCl2・6H2OやNa2SO4・6H2O（芒硝）を主成分
とし、これに凝固点調整剤を添加して相変化点を
例えば室温付近に調整したものが使用されてい
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかるに上記蓄熱材組成物は複雑な混合系とな
りCaCl2・6H2Oや芒硝が本来持つている潜熱を
著しく損ない、単位重量当たりに利用し得る潜熱
量は小さなものとなつている。又上記蓄熱材組成
物は凝固・融解を繰返す間に変性して凝固点のず
れを生ずることが多く、長期に亘る繰返し使用に
耐えないという欠点がある。 そこで本発明者等は、単成分あるいは組成物で
あつて所定の相変化温度における潜熱量が大き
く、しかも繰返し使用しても性能の低下をきたす
ことがない様な蓄熱材組成物を提供しようと種々
研究を重ねてきた。その結果第１表に示す様に潜
熱量の大きいK2HPO4・6H2Oに着目するに至つ
た。
材組成物において過冷却防止用として適量の核剤
を添加してなる蓄熱材組成物に関するものであ
る。 ［従来の技術］ 低温排熱の蓄熱，空調（冷房），ケミカルヒー
トポンプ，温室暖房等に使用される蓄熱材組成物
としては、従来、凝固点が30℃近傍にある
CaCl2・6H2OやNa2SO4・6H2O（芒硝）を主成分
とし、これに凝固点調整剤を添加して相変化点を
例えば室温付近に調整したものが使用されてい
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかるに上記蓄熱材組成物は複雑な混合系とな
りCaCl2・6H2Oや芒硝が本来持つている潜熱を
著しく損ない、単位重量当たりに利用し得る潜熱
量は小さなものとなつている。又上記蓄熱材組成
物は凝固・融解を繰返す間に変性して凝固点のず
れを生ずることが多く、長期に亘る繰返し使用に
耐えないという欠点がある。 そこで本発明者等は、単成分あるいは組成物で
あつて所定の相変化温度における潜熱量が大き
く、しかも繰返し使用しても性能の低下をきたす
ことがない様な蓄熱材組成物を提供しようと種々
研究を重ねてきた。その結果第１表に示す様に潜
熱量の大きいK2HPO4・6H2Oに着目するに至つ
た。
【表】
即ちK2HPO4・6H2Oは14℃に相変化点を有し、
温度上昇時には、14℃で固体の融解が始まり、同
時に環境から吸熱して液体状態となる。一方温度
降下時には液体が結晶化しつつ発熱し固体状態に
なる。 しかるにK2HPO4・6H2OはCaCl2・6H2Oに比
べ結晶化し難いという特性があり、蓄熱材として
用いたときには顕著な過冷却現象を生じ実用化に
は色々問題があつた。 即ちこの過冷却現象とは、液相物質が冷却され
ていく過程において凝固点を過ぎても液相から固
相への変化が起こらず、凝固点をかなり下回つて
からはじめて凝固を開始するという現象であるか
ら、凝固潜熱を発生すべき温度、即ち凝固点が不
特定となり、特定温度領域を保持せしめる為の蓄
熱材としては致命的な欠陥となる。 本発明はこうした事情に着目してなされたもの
であつて、その目的はK2HPO4・6H2Oの高潜熱
特性を生かしつつ、実用面における上記問題点を
解決しようとするものである。 ［問題点を解決するための手段］ しかし上記目的を達成した本発明蓄熱材組成物
とは、K2HPO4・6H2Oを主成分とし、過冷却防
止用の核剤としてCa2P2O7，Ca3（PO4）2・2H2O，
Zn3（PO4）2・4H2Oからなる群から選択される一
種以上を含有させてなる点に要旨を有するもので
ある。 ［作用］ 実質的にK2HPO4・6H2Oのみからなる蓄熱材
組成物を溶融状態から降温していくとその凝固点
である約14℃を通りすぎても凝固せず、第１図に
破線で示す如く例えば約10℃に達したときに凝固
が急激に始まる。そして凝固がさらに進行した時
点で振動を加えると一部が再融解を起こし一旦温
度上昇した後再び凝固する。このように過冷却か
らの凝固進行状態が不安定であり、また過冷却の
程度は降温々度や融解液の撹乱状況等によつて著
しく変化するので潜熱発生温度を特定することが
できず、利用温度に応じた温度制御は不正確とな
らざるを得ない。 そこで本発明ではK2HPO4・6H2Oの融液が過
冷却状態となるのを防止する為に、結晶化を促進
する核剤を添加することとした。即ち過冷却防止
用の核剤として例えばCa2P2O7を２重量％程度含
有させると第１図に実線で示す如く過冷却現象が
大幅に緩和され0.5℃程度に抑えることができた。 上記機能を発揮する過冷却防止用核剤として
は、種々検討の結果Ca2P2O7の他、Ca3（PO4）2・
2H2O，Zn3（PO4）2・4H2Oが有効であることが分
かつた。これらの核剤を一種又は２種以上組合せ
て添加することにより、K2HPO4・6H2Oの過冷
却を防止することができる。尚上記核剤の添加量
については特に制限はないが、添加効果をより確
実に発揮させる為には１〜20％の範囲で添加すれ
ばよい。その理由は、１％未満では後述の実施例
にも示す様に過冷却防止効果が不十分であり、一
方20％を超えて添加してもそれ以上の効果は期待
することができないからである。 ［実施例］ K2HPO4・6H2Oに核剤として、Ca2P2O7，Ca3
（PO4）2・2H2O，Zn3（PO4）2・4H2Oを第２〜４表
に示す様に夫々単独若しくはこれらの中から選択
される２種以上を組合せて含有させた場合の過冷
却抑制効果を第２〜４図に示す。尚実験結果は各
蓄熱材組成物を用いて融解−凝固を繰り返したと
きの過冷却度によつて示した。
温度上昇時には、14℃で固体の融解が始まり、同
時に環境から吸熱して液体状態となる。一方温度
降下時には液体が結晶化しつつ発熱し固体状態に
なる。 しかるにK2HPO4・6H2OはCaCl2・6H2Oに比
べ結晶化し難いという特性があり、蓄熱材として
用いたときには顕著な過冷却現象を生じ実用化に
は色々問題があつた。 即ちこの過冷却現象とは、液相物質が冷却され
ていく過程において凝固点を過ぎても液相から固
相への変化が起こらず、凝固点をかなり下回つて
からはじめて凝固を開始するという現象であるか
ら、凝固潜熱を発生すべき温度、即ち凝固点が不
特定となり、特定温度領域を保持せしめる為の蓄
熱材としては致命的な欠陥となる。 本発明はこうした事情に着目してなされたもの
であつて、その目的はK2HPO4・6H2Oの高潜熱
特性を生かしつつ、実用面における上記問題点を
解決しようとするものである。 ［問題点を解決するための手段］ しかし上記目的を達成した本発明蓄熱材組成物
とは、K2HPO4・6H2Oを主成分とし、過冷却防
止用の核剤としてCa2P2O7，Ca3（PO4）2・2H2O，
Zn3（PO4）2・4H2Oからなる群から選択される一
種以上を含有させてなる点に要旨を有するもので
ある。 ［作用］ 実質的にK2HPO4・6H2Oのみからなる蓄熱材
組成物を溶融状態から降温していくとその凝固点
である約14℃を通りすぎても凝固せず、第１図に
破線で示す如く例えば約10℃に達したときに凝固
が急激に始まる。そして凝固がさらに進行した時
点で振動を加えると一部が再融解を起こし一旦温
度上昇した後再び凝固する。このように過冷却か
らの凝固進行状態が不安定であり、また過冷却の
程度は降温々度や融解液の撹乱状況等によつて著
しく変化するので潜熱発生温度を特定することが
できず、利用温度に応じた温度制御は不正確とな
らざるを得ない。 そこで本発明ではK2HPO4・6H2Oの融液が過
冷却状態となるのを防止する為に、結晶化を促進
する核剤を添加することとした。即ち過冷却防止
用の核剤として例えばCa2P2O7を２重量％程度含
有させると第１図に実線で示す如く過冷却現象が
大幅に緩和され0.5℃程度に抑えることができた。 上記機能を発揮する過冷却防止用核剤として
は、種々検討の結果Ca2P2O7の他、Ca3（PO4）2・
2H2O，Zn3（PO4）2・4H2Oが有効であることが分
かつた。これらの核剤を一種又は２種以上組合せ
て添加することにより、K2HPO4・6H2Oの過冷
却を防止することができる。尚上記核剤の添加量
については特に制限はないが、添加効果をより確
実に発揮させる為には１〜20％の範囲で添加すれ
ばよい。その理由は、１％未満では後述の実施例
にも示す様に過冷却防止効果が不十分であり、一
方20％を超えて添加してもそれ以上の効果は期待
することができないからである。 ［実施例］ K2HPO4・6H2Oに核剤として、Ca2P2O7，Ca3
（PO4）2・2H2O，Zn3（PO4）2・4H2Oを第２〜４表
に示す様に夫々単独若しくはこれらの中から選択
される２種以上を組合せて含有させた場合の過冷
却抑制効果を第２〜４図に示す。尚実験結果は各
蓄熱材組成物を用いて融解−凝固を繰り返したと
きの過冷却度によつて示した。
【表】
【表】
【表】
第２図に示される様に、核剤としてCa2P2O7を
単独で配合する場合、添加量が0.5％のとき（No.
１）には過冷却抑制効果が認められるものの効果
にばらつきがあり、また全体として添加効果が不
十分である。これに対し添加量が1.0％以上であ
るNo.２，３では十分な過冷却抑制効果を得ること
ができ、繰返し回数が増加しても同等の効果を安
定して得ることができた。 第３図に示される様に、核剤がCa3（PO4）2，
Zn3（PO4）2・4H2O（単独）である場合も夫々
Ca2P2O7と同様の過冷却抑制効果を得ることがで
きた。さらに上記核剤を２種組合せて使用した場
合の過冷却抑制効果は第４図の通りであり、前記
と同様過冷却抑制効果を安定して得ることができ
た。 上記実施例に示される様に核剤を適量添加する
ことにより主成分であるK2HPO4・6H2Oの欠点
であつた過冷却現象の発生を防止することがで
き、単位重量当たりの潜熱量が大きいK2HPO4・
6H2Oの特長を有効に生かすことが可能となつ
た。即ち利用温度における発生熱量（あるいは吸
熱量）が大きく、融解・凝固を繰り返しても性能
変化の少ない蓄熱材組成物を提供することが可能
になつた。 尚本発明に係る蓄熱材組成物は上記の通りであ
るが、蓄熱材として実用化するに当たつては必要
により適量の増粘剤や凝固点調整剤を併用するの
が通例であり、本発明においてもこれら副成分を
適宜添加することは勿論許される。そしてこれら
副成分を添加した場合にも本発明蓄熱材組成物は
潜熱量の低下や大幅な過冷却現象を起こすことが
ない。 以下これら副成分を含む代表的な本発明蓄熱材
組成物の組成及び凝固点並びに過冷却度（10回繰
り返した場合の平均値）を併記しておく。 (A) 主成文（K2HPO4・6H2O）： 残部 凝固点調整剤（K2HPO4）： 10％ 核剤（Ca2P2O7）： １％ 増粘剤（超微粉末シリカ）： ２％ 凝固点：５℃、過冷却度： 1.0℃ ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、主成分で
あるK2HPO4・6H2Oに前記核剤を添加すること
により、K2HPO4・6H2Oの欠点であつた過冷却
現象を解消することに成功し、単位重量当たりの
潜熱量が大きいという特長を生かすことができ
る。かくして当初蓄熱材としては実用化が困難で
あると考えられたK2HPO4・6H2O含有組成物を
蓄熱性能の優れた組成物とすることができた。
単独で配合する場合、添加量が0.5％のとき（No.
１）には過冷却抑制効果が認められるものの効果
にばらつきがあり、また全体として添加効果が不
十分である。これに対し添加量が1.0％以上であ
るNo.２，３では十分な過冷却抑制効果を得ること
ができ、繰返し回数が増加しても同等の効果を安
定して得ることができた。 第３図に示される様に、核剤がCa3（PO4）2，
Zn3（PO4）2・4H2O（単独）である場合も夫々
Ca2P2O7と同様の過冷却抑制効果を得ることがで
きた。さらに上記核剤を２種組合せて使用した場
合の過冷却抑制効果は第４図の通りであり、前記
と同様過冷却抑制効果を安定して得ることができ
た。 上記実施例に示される様に核剤を適量添加する
ことにより主成分であるK2HPO4・6H2Oの欠点
であつた過冷却現象の発生を防止することがで
き、単位重量当たりの潜熱量が大きいK2HPO4・
6H2Oの特長を有効に生かすことが可能となつ
た。即ち利用温度における発生熱量（あるいは吸
熱量）が大きく、融解・凝固を繰り返しても性能
変化の少ない蓄熱材組成物を提供することが可能
になつた。 尚本発明に係る蓄熱材組成物は上記の通りであ
るが、蓄熱材として実用化するに当たつては必要
により適量の増粘剤や凝固点調整剤を併用するの
が通例であり、本発明においてもこれら副成分を
適宜添加することは勿論許される。そしてこれら
副成分を添加した場合にも本発明蓄熱材組成物は
潜熱量の低下や大幅な過冷却現象を起こすことが
ない。 以下これら副成分を含む代表的な本発明蓄熱材
組成物の組成及び凝固点並びに過冷却度（10回繰
り返した場合の平均値）を併記しておく。 (A) 主成文（K2HPO4・6H2O）： 残部 凝固点調整剤（K2HPO4）： 10％ 核剤（Ca2P2O7）： １％ 増粘剤（超微粉末シリカ）： ２％ 凝固点：５℃、過冷却度： 1.0℃ ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、主成分で
あるK2HPO4・6H2Oに前記核剤を添加すること
により、K2HPO4・6H2Oの欠点であつた過冷却
現象を解消することに成功し、単位重量当たりの
潜熱量が大きいという特長を生かすことができ
る。かくして当初蓄熱材としては実用化が困難で
あると考えられたK2HPO4・6H2O含有組成物を
蓄熱性能の優れた組成物とすることができた。
第１図は基礎実験データを示すグラフ、第２〜
４図は本発明に係る蓄熱材組成物の過冷却度を示
すグラフである。
４図は本発明に係る蓄熱材組成物の過冷却度を示
すグラフである。
Claims (1)
- １ K2HPO4・6H2Oを主成分とし、過冷却防止
用の核剤としてCa2P2O7，Ca3（PO4）2・2H2O，
Zn3（PO4）2・4H2からなる群から選択される一種
以上を含有させてなることを特徴とする蓄熱材組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7867886A JPS62238300A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 蓄熱材組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7867886A JPS62238300A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 蓄熱材組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62238300A JPS62238300A (ja) | 1987-10-19 |
| JPH0450358B2 true JPH0450358B2 (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=13668530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7867886A Granted JPS62238300A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 蓄熱材組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62238300A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62232483A (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-12 | Kubota Ltd | 蓄熱材組成物 |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP7867886A patent/JPS62238300A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62238300A (ja) | 1987-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |