JPS5889679A - 潜熱蓄熱体組成物 - Google Patents
潜熱蓄熱体組成物Info
- Publication number
- JPS5889679A JPS5889679A JP18694481A JP18694481A JPS5889679A JP S5889679 A JPS5889679 A JP S5889679A JP 18694481 A JP18694481 A JP 18694481A JP 18694481 A JP18694481 A JP 18694481A JP S5889679 A JPS5889679 A JP S5889679A
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- JP
- Japan
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- latent heat
- heat storage
- calcium chloride
- viscose rayon
- composition
- Prior art date
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は塩化カルシウム水和物の温度変化に伴う相変化
に応じて生ずる潜熱を利用する潜熱蓄熱体に関するもの
で、特に該潜熱蓄熱体組成物中にビスコースレーヨン織
雑を分布混在させることにより塩化カルシウム水和物の
液相、同相の相変化の過程において生ずる体積変化を極
めて小とするとともに、特に温度降下時における液相過
冷却現象を完全に防止し、該潜熱蓄熱体利用時における
機能向上、安定性保持の効果を奏する潜熱蓄熱体組成物
を得ることを目的とする。
に応じて生ずる潜熱を利用する潜熱蓄熱体に関するもの
で、特に該潜熱蓄熱体組成物中にビスコースレーヨン織
雑を分布混在させることにより塩化カルシウム水和物の
液相、同相の相変化の過程において生ずる体積変化を極
めて小とするとともに、特に温度降下時における液相過
冷却現象を完全に防止し、該潜熱蓄熱体利用時における
機能向上、安定性保持の効果を奏する潜熱蓄熱体組成物
を得ることを目的とする。
近時、省エネルギー要求に応じ太陽熱の有効利用を同誌
ため、特にその集熱技術の発達が著しく− なされ、日
中の日射量、気温の変動にかかわらず効率よく太陽熱を
吸収ｊｉｊ９！ｌ、夜間の放熱を持続的に行うような種
々の蓄熱手段が提案されている。
ため、特にその集熱技術の発達が著しく− なされ、日
中の日射量、気温の変動にかかわらず効率よく太陽熱を
吸収ｊｉｊ９！ｌ、夜間の放熱を持続的に行うような種
々の蓄熱手段が提案されている。
この蓄熱手段としては、太陽熱による物質の濃度上昇を
利用する顕熱蓄熱方法と、顕熱蓄熱とともに相変化に伴
う潜熱を利用する潜熱蓄熱方法の二つが主流となってい
る。
利用する顕熱蓄熱方法と、顕熱蓄熱とともに相変化に伴
う潜熱を利用する潜熱蓄熱方法の二つが主流となってい
る。
前者の顕熱蓄熱用物質としては、水、岩石、土壌などが
あげられ、これらは容易に利用できる半面単位ｌ５たり
の蓄熱齢が小であり、これに対し後者の潜熱利用蓄熱物
質は蓄熱密度が＾く、−完熱−を蓄熱する体積は水の数
分の一程度であり、蓄熱槽の小型化が可能であるととも
に熱利用効率を向上できる利点があり、下記のような各
種の物質が既に利用され、ている。
あげられ、これらは容易に利用できる半面単位ｌ５たり
の蓄熱齢が小であり、これに対し後者の潜熱利用蓄熱物
質は蓄熱密度が＾く、−完熱−を蓄熱する体積は水の数
分の一程度であり、蓄熱槽の小型化が可能であるととも
に熱利用効率を向上できる利点があり、下記のような各
種の物質が既に利用され、ている。
すなわち潜熱蓄熱性物質として、ポリエチレングリコー
ル、パラフィンなどの有機化合物、硫酸ナトリウム、塩
化カルシウムなどの無機水和塩類があり、後者の無機水
和塩類が常温付近の利用面では前者の有機化合物に比し
て熱伝導性と蓄熱密度ならびに潜熱の利用効率が高く有
効であるが、一方降潟冷却段階で過冷却現象が著しく、
熱利用効率が低下するとともに、相変化に伴う体積変化
が大である点が利用上の障碍となっていた。
ル、パラフィンなどの有機化合物、硫酸ナトリウム、塩
化カルシウムなどの無機水和塩類があり、後者の無機水
和塩類が常温付近の利用面では前者の有機化合物に比し
て熱伝導性と蓄熱密度ならびに潜熱の利用効率が高く有
効であるが、一方降潟冷却段階で過冷却現象が著しく、
熱利用効率が低下するとともに、相変化に伴う体積変化
が大である点が利用上の障碍となっていた。
本発明は潜熱蓄熱体として利用される無機水和塩の上記
の欠陥を解決するものであり、特に硫酸ナトリウム水和
物に比して過冷却現象が著しく相変化の際の体積変化が
大である塩化カルシウム水和物を利用する場合に、較水
性の大なるビスコースレーヨンｌｌｌ１を組成物成分と
して分布混在せしめることにより、上記の過冷却現象の
発生をほとんど完全に防止するとともに、相変化に伴う
体積変化を著しく減少せしめることに成功したものであ
る。
の欠陥を解決するものであり、特に硫酸ナトリウム水和
物に比して過冷却現象が著しく相変化の際の体積変化が
大である塩化カルシウム水和物を利用する場合に、較水
性の大なるビスコースレーヨンｌｌｌ１を組成物成分と
して分布混在せしめることにより、上記の過冷却現象の
発生をほとんど完全に防止するとともに、相変化に伴う
体積変化を著しく減少せしめることに成功したものであ
る。
塩化カルシウム６水和物は約３０℃の凝固点を有し、８
０℃〜２０℃の温度範囲における潜熱蓄熱体物質として
は好適なものであり、太陽熱などによる昇温液体状態か
ら放熱冷却段階を経て常温固相状態に達するまでの放熱
量は、潜熱部分が顕熱部分の２倍以上に達し、好ましい
温度維持時間が長く続き、住宅暖房、温室保温に有効に
利用され得るもの１あるが、前述の過冷却現象を生ずる
と凝固温度に達しても結晶凝固が起こらず潜熱放出をし
ないままで室温まで温度降下し、潜熱利用が全く行なわ
れず、蓄熱体としての有効性は失われてしまう。
０℃〜２０℃の温度範囲における潜熱蓄熱体物質として
は好適なものであり、太陽熱などによる昇温液体状態か
ら放熱冷却段階を経て常温固相状態に達するまでの放熱
量は、潜熱部分が顕熱部分の２倍以上に達し、好ましい
温度維持時間が長く続き、住宅暖房、温室保温に有効に
利用され得るもの１あるが、前述の過冷却現象を生ずる
と凝固温度に達しても結晶凝固が起こらず潜熱放出をし
ないままで室温まで温度降下し、潜熱利用が全く行なわ
れず、蓄熱体としての有効性は失われてしまう。
したがって、上記の過冷却現象の発生を防止することが
極めてＩｌ要な条件であり、このための結晶核発生剤に
ついて既に多くの発明がなされ、核発生剤としては結晶
構造１１！Ｉ（格子間隔など）が、１５％の範囲内で潜
熱蓄熱剤と一致する物質が好ましいことと、塩化カルシ
ウム水和物の核発生剤は塩化バリウム、ハロゲン化スト
ロンチウムが有効であることが知られている。
極めてＩｌ要な条件であり、このための結晶核発生剤に
ついて既に多くの発明がなされ、核発生剤としては結晶
構造１１！Ｉ（格子間隔など）が、１５％の範囲内で潜
熱蓄熱剤と一致する物質が好ましいことと、塩化カルシ
ウム水和物の核発生剤は塩化バリウム、ハロゲン化スト
ロンチウムが有効であることが知られている。
しかし、このような核発生剤の添加によっても、凝固温
度と過冷却温度の間にはなお数℃のＩ！ｒｆ差が依然と
して残存し、実用ｇ１階で繰返される多数回の加熱冷部
サイクルの間に、組成物中の結晶水饅の異なる水和物、
無水物の発生、それらの比重差による相分離が順次増大
し、潜熱蓄熱性能の低下は避けられなかった。この傾向
を防止するためゲル化剤の添加も提案されているが、な
かんずく、木材バルブ、おがくず、澱粉、有機アルギン
酸。
度と過冷却温度の間にはなお数℃のＩ！ｒｆ差が依然と
して残存し、実用ｇ１階で繰返される多数回の加熱冷部
サイクルの間に、組成物中の結晶水饅の異なる水和物、
無水物の発生、それらの比重差による相分離が順次増大
し、潜熱蓄熱性能の低下は避けられなかった。この傾向
を防止するためゲル化剤の添加も提案されているが、な
かんずく、木材バルブ、おがくず、澱粉、有機アルギン
酸。
シリカゲル、けい凍土、シリカ生成物は効果がなく、僅
かにアタパルジャイト粘土のみが有効であることも知ら
れている。また、同様の効果を得るために水和塩をマイ
クロカプセル化して用いることも提案されているがいず
れも相分離防止の目的を達成するに過ぎないものであっ
た゛。
かにアタパルジャイト粘土のみが有効であることも知ら
れている。また、同様の効果を得るために水和塩をマイ
クロカプセル化して用いることも提案されているがいず
れも相分離防止の目的を達成するに過ぎないものであっ
た゛。
本発１者は従来の添加物の上記のごとき不完全さを解決
するものとして、ＩＩＩ雑材料の添加について研究し、
特にビスコースレーヨンｌＩ！が極めて有効な塩化カル
シウム水和物を用いる潜熱蓄熱体の過冷却現象、相分離
の防止の作用を有することを見出し、本発明を完成した
ものである。
するものとして、ＩＩＩ雑材料の添加について研究し、
特にビスコースレーヨンｌＩ！が極めて有効な塩化カル
シウム水和物を用いる潜熱蓄熱体の過冷却現象、相分離
の防止の作用を有することを見出し、本発明を完成した
ものである。
本発明は繊維材料として特にビスコースレーヨン繊維が
他の繊維、例えば合成繊維、天然ａｌｌＩｌに比べて水
に対する親和性が大であり、これによって上記効果を奏
するものであることを実験的に確認したものである。
他の繊維、例えば合成繊維、天然ａｌｌＩｌに比べて水
に対する親和性が大であり、これによって上記効果を奏
するものであることを実験的に確認したものである。
以下、その実験結果について説明すれば、典型的な疎水
性繊維としてポリプロピレン繊維、中親木性ＩＩ雑とし
て木綿を対照として、ビスコースレーヨンｌｌｌ１ｌと
の比較を行った。
性繊維としてポリプロピレン繊維、中親木性ＩＩ雑とし
て木綿を対照として、ビスコースレーヨンｌｌｌ１ｌと
の比較を行った。
これらの繊維の水親和性は、水中における繊維断面膨潤
度によって表すことができ、繊維断面膨潤度Ｑは次式に
よって求められる。
度によって表すことができ、繊維断面膨潤度Ｑは次式に
よって求められる。
Ｗを膨潤面構、Ｄを乾燥面積として、
Ｑ（％）−（（Ｗ′−Ｄ）／Ｄ）Ｘ１００−り配の繊維
において、ボリプＯピレン１ｍ１ＩＱ≦１、木綿Ｑキ２
１であるのに対し、ビスコースレーヨン繊維Ｑ中６５で
あり、極めて高親水性であることは明らかであり、塩化
カルシウム水和物に添加した場合の相変化に伴う体積変
化および過冷却温度と凝固１１度との差が、ビスコース
レーヨン繊維の場合が他の繊維の場合に比し極めて著し
く減少していた。
において、ボリプＯピレン１ｍ１ＩＱ≦１、木綿Ｑキ２
１であるのに対し、ビスコースレーヨン繊維Ｑ中６５で
あり、極めて高親水性であることは明らかであり、塩化
カルシウム水和物に添加した場合の相変化に伴う体積変
化および過冷却温度と凝固１１度との差が、ビスコース
レーヨン繊維の場合が他の繊維の場合に比し極めて著し
く減少していた。
ざらに相変化の繰返しによる効果の維持状態について検
討した結果はビスコースレーヨン繊維の添加饅の限界は
、塩化カルシウム純分に対して０゜５〜１５重曇％であ
り、０．５重量％未満では次第に繊維が分離浮上し耐久
性が低下し、１５重量％以上では均一混合が困難となり
、混合手段によっては工業的でないことが判明した。
討した結果はビスコースレーヨン繊維の添加饅の限界は
、塩化カルシウム純分に対して０゜５〜１５重曇％であ
り、０．５重量％未満では次第に繊維が分離浮上し耐久
性が低下し、１５重量％以上では均一混合が困難となり
、混合手段によっては工業的でないことが判明した。
ただし、布団綿状の繊維ウェブに強制含浸手段を行う場
合には２０重量％以上の繊維量の場合にも有効な潜熱蓄
熱体とすることができた。
合には２０重量％以上の繊維量の場合にも有効な潜熱蓄
熱体とすることができた。
以下、実施例を比較例とともに説明する。
実施例１
塩化カルシウム １００重最部
（以下単に部とする）
水 ９７
部塩化バリウム（核発生剤） １ 部 ビスコースレーヨン織Ｎ ４ 部 （２０１カツト、 ２０ｄｅ） を５０℃水浴中で充分混合し、その２０ｃｃを試験管に
採取し、溶解→凝固時の体積変化測定試料とした。
部塩化バリウム（核発生剤） １ 部 ビスコースレーヨン織Ｎ ４ 部 （２０１カツト、 ２０ｄｅ） を５０℃水浴中で充分混合し、その２０ｃｃを試験管に
採取し、溶解→凝固時の体積変化測定試料とした。
一方上記混合物３００ｃｃをプラスチックビーカーに採
り、その中心部に温度計を入れ、過冷却温度と凝固ＩＩ
庫の測定試料とした。
り、その中心部に温度計を入れ、過冷却温度と凝固ＩＩ
庫の測定試料とした。
溶解は５０℃の水浴中、凝固は５℃の恒温槽中により行
なル）、溶解凝固を繰返して測定した。
なル）、溶解凝固を繰返して測定した。
対照として、ＩＩ雑添加なし、ポリプロピレン繊維なら
びに木綿をビスコースレーヨンに代えて同量を添加した
それぞれの場合についても、同条件の試験を行った。
びに木綿をビスコースレーヨンに代えて同量を添加した
それぞれの場合についても、同条件の試験を行った。
試験結果は次頁の表に示したとおりであり、ポリプロピ
レン繊維（Ｑ≦１）の場合は、繊維添加なしの場合とほ
とんど差異は認められず、’−”ｓ木綿 −（Ｑ中２１
）の場合は体積変化防止の効果は僅かであるが、過冷却
現象は相当改善されることが判かった。これに対し本発
明のビスコースレーヨンｌ帷（Ｑ＝６３．４）を添加し
た場合は体積変化および過冷却現象の両者に対する改善
効果は顕著であった。
レン繊維（Ｑ≦１）の場合は、繊維添加なしの場合とほ
とんど差異は認められず、’−”ｓ木綿 −（Ｑ中２１
）の場合は体積変化防止の効果は僅かであるが、過冷却
現象は相当改善されることが判かった。これに対し本発
明のビスコースレーヨンｌ帷（Ｑ＝６３．４）を添加し
た場合は体積変化および過冷却現象の両者に対する改善
効果は顕著であった。
ａ： 体ｏ収ｓ率、Ｔ′：過冷却温（ｆｉｌ！、 Ｔ
：凝固Ｉｌｒ！Ｌ実庸例２ 塩化カルシウム １００部 水 ９７部塩化
バリウム １部 よりなる混合組成物３ｋａを調顎し、６０℃で充分に撹
拌混合して均一相液とした後、ごスコースレーヨン繊緒
１０ｄｅの２５ｍ−カットの短榔雑カードウＩブを積鴫
して軽くニードルパンチングした嵩比重０．０５２０／
ｃｃの２０ｃｓｘ２０ｃｓｘ５ｃｍのフェルト状綿層に
、上記液を減圧下に含浸せしめ、２５℃に冷却して、固
形の本発明の潜熱蓄熱体組成物を得た。
：凝固Ｉｌｒ！Ｌ実庸例２ 塩化カルシウム １００部 水 ９７部塩化
バリウム １部 よりなる混合組成物３ｋａを調顎し、６０℃で充分に撹
拌混合して均一相液とした後、ごスコースレーヨン繊緒
１０ｄｅの２５ｍ−カットの短榔雑カードウＩブを積鴫
して軽くニードルパンチングした嵩比重０．０５２０／
ｃｃの２０ｃｓｘ２０ｃｓｘ５ｃｍのフェルト状綿層に
、上記液を減圧下に含浸せしめ、２５℃に冷却して、固
形の本発明の潜熱蓄熱体組成物を得た。
上記の固形物を、その外形に適合した塩化ビニル樹脂シ
ート顎箱状容器内に挿入し、空気を排除した後密封した
。
ート顎箱状容器内に挿入し、空気を排除した後密封した
。
上記の潜熱蓄熱体組成物の中心位置に側熱端子をあらか
じめ挿入しておき、５０℃に加熱した後実施例１と同様
にして溶解→凝固過程の温度変化を測定した。結果は第
２図に示されるように過冷却現象は全く生起せず、しか
も容器の変形はほとんど見られなかった。
じめ挿入しておき、５０℃に加熱した後実施例１と同様
にして溶解→凝固過程の温度変化を測定した。結果は第
２図に示されるように過冷却現象は全く生起せず、しか
も容器の変形はほとんど見られなかった。
これに対して、対照として実施した繊維を全く添加しな
かった場合は第３図に示すように顕著な過冷却現象が認
められ、また、初期の５０℃加熱時に容器の膨張、冷却
時の収縮により、容器の外面は波状の皺が発生した。
かった場合は第３図に示すように顕著な過冷却現象が認
められ、また、初期の５０℃加熱時に容器の膨張、冷却
時の収縮により、容器の外面は波状の皺が発生した。
以上の説明により明らかなように、塩化カルシウムを潜
熱蓄熱体として利用する場合に、ビスコースレーヨン繊
維を添加した本発明組成物は降温凝固過程における過冷
却現象の防止とともに体積変化を実用上においてほとん
ど無視し得る程度に抑えることができ、太陽熱利用の蓄
熱体として、好適なものであるばかりでなく他の熱源か
らの排熱利用の蓄熱体として工業的に有効に利用できる
ものである。
熱蓄熱体として利用する場合に、ビスコースレーヨン繊
維を添加した本発明組成物は降温凝固過程における過冷
却現象の防止とともに体積変化を実用上においてほとん
ど無視し得る程度に抑えることができ、太陽熱利用の蓄
熱体として、好適なものであるばかりでなく他の熱源か
らの排熱利用の蓄熱体として工業的に有効に利用できる
ものである。
第１図は実施例２について、第２図は実施例２に対する
比較例（繊維無添加）についての潜熱蓄熱体の温度降下
と時間の関係を示すグラフである。
比較例（繊維無添加）についての潜熱蓄熱体の温度降下
と時間の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 塩化カルシウム、水および核発生剤よりなる潜熱蓄熱体
に、ビスコースレーヨンＩＩ緒を混在せしめたことを特
徴とする潜熱蓄熱体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18694481A JPS5889679A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 潜熱蓄熱体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18694481A JPS5889679A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 潜熱蓄熱体組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5889679A true JPS5889679A (ja) | 1983-05-28 |
Family
ID=16197449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18694481A Pending JPS5889679A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 潜熱蓄熱体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5889679A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619485A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱エレメント |
| CN111089505A (zh) * | 2018-10-23 | 2020-05-01 | 苏州博雅聚创新能源科技有限公司 | 一种相变储能设备 |
| CN111154457A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 江苏集萃分子工程研究院有限公司 | 一种无机复合相变储能材料及其制备方法 |
-
1981
- 1981-11-24 JP JP18694481A patent/JPS5889679A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619485A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱エレメント |
| CN111089505A (zh) * | 2018-10-23 | 2020-05-01 | 苏州博雅聚创新能源科技有限公司 | 一种相变储能设备 |
| CN111154457A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 江苏集萃分子工程研究院有限公司 | 一种无机复合相变储能材料及其制备方法 |
| CN111154457B (zh) * | 2018-11-08 | 2021-07-09 | 江苏集萃分子工程研究院有限公司 | 一种无机复合相变储能材料及其制备方法 |
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