JPS5896997A - 蓄熱材 - Google Patents

蓄熱材

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Publication number
JPS5896997A
JPS5896997A JP56195902A JP19590281A JPS5896997A JP S5896997 A JPS5896997 A JP S5896997A JP 56195902 A JP56195902 A JP 56195902A JP 19590281 A JP19590281 A JP 19590281A JP S5896997 A JPS5896997 A JP S5896997A
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JP
Japan
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heat storage
weight
cacl2
storage material
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP56195902A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumiko Kimura
木村 文子
Takahiro Wada
隆博 和田
Ryoichi Yamamoto
山本 「れい」市
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

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】 本発明はCaC12・6H20を生体とする蓄熱材に関
するものである。
蓄熱材には、物質の顕熱を利用したものと潜熱を利用し
たものとが知られている。潜熱を利用した黄熱材は、顕
熱を利用した蓄熱材と比較して、単位重量当り、または
単位体積当りの蓄熱量が犬きく、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転移点において
一定温度で蓄熱と放熱が可能である。
従来からCaC12・6H20は融点的29℃、融解潜
熱43 cal /f と大きく、しかも融液はほぼ中
性で腐食性も少なく、安価なことなどから蓄熱材として
注目されてきた。しかし、CaC12は一度融解すると
、非常に過冷却状態はなりやすく、その融液は0℃に冷
却しても凝固しないことがある。
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って過冷却状態にち
りやすいということは致命的欠点である。
本発明は、CaC12とH2Oとよりなる系に、B a
T L S3、B aZ r S a、B aHf S
 3、B aVS 3、B aNbS3およびB a 
T a S 3よりなる化合物群から選択された少なく
とも一つの結晶核形成材を添加含有させることで、過冷
却現象を防止し、単位体積尚り、または単位重量当りの
蓄熱量の大きな蓄熱材を提供しようとするものである。
ところでCaC12・6H20はCaC1250−66
重量%とH2O49、34重量%とからなり、この組成
においては過冷却がおこらなければ約29℃で融解と凝
固がおこる。その際融解潜熱は43cal/yである。
1だ、CaC1246−5重量%とH2O53,5重量
%からなる系は、約28℃で均一なCaC12水溶液と
なる。この均一な水溶液を28℃以下に冷却すると、過
冷却がおこらなければ、CaC12・6)I20 が結
晶化しはじめ、冷却されるに従ってCaC12・6H2
0の比率が増加する。約20℃まそ冷却されたならば、
この系の全質量の約60重量%がCaCl2− eH2
0となり、残り60重量%がCaC12水溶液となる。
そのため、CaC1246,5重量%とH2O53,5
重量%の系は28℃以上の温度から201:まで冷却さ
れると過冷却がほとんどなく、CaC12・6H2oが
うまく結晶化したとすると回収できる潜熱量は、22 
cal / !lとなる。
また、CaCl2H2O系の水の比率が高くなるととも
に、蓄熱材の有する比熱が増加し、顕熱による蓄熱量が
大きくなる。つまシ、CaC12と馬。
との比率をコントロールすることで、潜熱と顕熱による
蓄熱を同時に行うことができる。しかし、あ甘りCaC
12濃度の低い系を用いると、潜熱を利〆 用した蓄熱材の特徴令失なわれてし甘う。そのため、C
aC1246−5重量%以上含有するC aC12−H
2O系を用いることが望ましい。
逆に、CaCl2−H2O系において、CaC12の含
有量を増加させて行くと、CaC1250−66重量%
以上含有する系では、うまく過冷却が破れたとしても系
全体がCaC12・6H20とならず、一部CaCl2
・4H20のまま残る。CaC12を55重量%以上含
むCaC12H2O系においては、単位質量当りの潜熱
量が22cal/y以下に゛なるため、実用的でなくな
る。そのため、実際に用いるCaCl2−H2゜系は、
CaC12を55重量%以下の範囲で含有するのが望ま
しい。
なお、結晶核形成材としてのB a T iSs、Ba
Zr53、B aHf S 3、B aVSs、B a
l’i’bSa ならびにB aT a Ssは、Ca
Cl2−H2O系において、CaC12−eH,,01
00重量部に対して、それぞれ0.1重量部程度添加含
有させるだけで効果を示し、さらに、それ以上加えても
十分効果を有する。
しかしながら、実際に本発明の蓄熱材を空調用蓄熱装置
等で使用する場合、100〜1000に7種度用いるの
が普通である。そのような場合、CaC12・6H20
を融解させても均一な水溶液とはならず、上部にはCa
C12の低濃度溶液が存在し、下部には結晶核形成材の
沈澱物、およびCaC12と結晶核形成材との高濃度の
液体が存在する。そのため、均一な溶液中に加える結晶
核形成材の最少含有量に比べてはるかに少量でも、結晶
核形成材はCaC12溶液中に溶解せず、十分な効果を
有する。
そのため、結晶核形成に必要な前記結晶核形成材の最少
量つまり混合量の下限は、用いるCaC12−)o系の
量、蓄熱材を収納する容器の形状、その使用状態に応じ
てそれぞれについて適宜決めてやればよい。
しかし、結晶核形成材をあまり大量に加えることは、蓄
熱材として好ましいことではない。というのは、全体か
らみるとその蓄熱量を減少させることになるからである
。そのため実用的にはCaC12H2O系10o重量部
に対して、結晶核形成材は40重量部を超えないことが
望ましい。
以下本発明の詳細な説明する。
実施例1 CaC12・6H201000yと BaTi5s  
1−OF +CaCl2・6H20100oyとBaZ
r531−Oy。
CaCl2* 6H201oooyとB aHf S 
s 1− Oj’ 。
CaCl2 ・6H20100OFとBa■31・oy
CaCl2− eH,,01ooo y 、!: Ba
NbS31.oy およびCaCl266H20100
0fとBaTa531 、Oy  をそれぞれ内径10
C)+m++、長さ1,00■の円筒形容器に収容し、
熱電対挿入管を付した栓で密封した。
これら6種の容器をウォーターバスに入れ40℃と1o
℃の間で加熱と冷却を連続して行なった。
この6種類の本実施例の蓄熱材はほとんど過冷却を示さ
ず、安定して融解および凝固を繰り返した。
連続して1ooO回加熱と冷却を繰り返した際の過冷却
度つ1り凝固温度と過冷却の破れる温度との差の変化を
第1図から第6図に示す。第1図はBaTa53、第2
図はBaZ r S3、第3図はBaHf S 3、第
4図はB aVS3、第5図はBaNb5s 、第6図
はBaTa53をそれぞれ添加した際の過冷却度の変化
の様子を示した図である。図の横軸に加熱と冷却の繰り
返し回数を対数目盛で示し、縦軸に過冷却度を示した。
これらの図より、本実施例の6種の蓄熱材は1000回
加熱冷却を繰り返しても、その過冷却度はそれぞれ3〜
4℃の範囲で安定しており、その機能が劣化せずに有効
に作用しているのがわかる。本実施例の蓄熱材の融解潜
熱はそれぞれ43cal/f/であり、蓄熱材として十
分な蓄熱量を有していた。
実施例2 CaC12,eH20750yとB aT 1S325
0りpcac12o6H2o1ooyとBaZr5s 
40f 。
CaCl2 e6H20960yとBaHf53−50
F。
CaC12−eH2075oyとBaVSs  250
y。
CaCl2・6H2o100yとBaNb5s 40y
CaCl211鼾(,09tsoy とB aT aS
s  50 y  を実施例1と同様にそれぞれ内径1
00++m、長さ100叫の円筒形容器に収容し、熱電
対挿入管を付した栓で密封した。これら6種の容器をウ
ォーターバスに入れて、40℃と10℃の間を加熱と冷
却を連続して行なった。これら6種の蓄熱材はほとんど
過冷却を示さず、安定して融解および凝固を繰り返した
第7図から第12図にそれぞれ連続して1000回の加
熱と冷却を繰り返した際の過冷却度の変fpの様子を示
す。第7図はBaTiS3、第8図はBaZr53、g
g 9図ij B aHf Ss、第10図はB aV
Sa、第11図はBaNb5   第12図はBaTa
53を各々11 添加した際の図である。これらの図よシ、本実施例の蓄
熱材は1000回の加熱冷却を繰シ返しても過冷却度が
3〜4℃の範囲で安定しており、その過冷却防止機能が
有効に作用しているのがわかる。本実施例の蓄熱材の融
解潜熱は、BaTiS3を添加した場合32 cal 
/ jE 、 BaZr53を添加した場合30 ca
l / y、 BaHf5sを添加した場合40cal
/p、B aVSsを添加した場合32cal/y。
B aNb Ssを添加した場合30 cal / f
 5BaTaS3を添加した場合40cal/、Fであ
り、いずれも蓄熱材として十分な蓄熱量を有している。
実施例3 CaC12−eH201000y、 BaTiS31 
、OFおよびBaVSs 1−OFを内径100諭、長
さ100胸の円筒形容器に収容し、熱電対挿入管を付し
た栓で密封した。その容器をウォーターバスに入れ40
nと10℃の間を加熱と冷却を連続して行なった。この
蓄熱材は、はとんど過冷却を示さず、安定して融解およ
び凝固を繰り返−した。
第13図に、連続して1ooo回の加熱冷却を繰り返し
た際の過冷却度の変化の様子を示す。この図よシ、本実
施例の蓄熱材は、1ooo回の加熱冷却を繰り返しても
過冷却度が3〜4℃の範囲で安定しており、その過冷却
防止機能が劣化せず有効に作用しているのがわかる。本
実施例の蓄熱材の融解潜熱は43 cal / 7であ
り、蓄熱材として十分な蓄熱量を有している。
比較例 CaCl2・6H2o1000yを内径1001rr1
n1長さ100Mnの円筒形容器に収容し、熱電対挿入
管を付した栓で密封した。その容器をウォーターバスに
入れ40℃で融解し、IC)C’!で冷却した。
その融液は凝固点29℃になっても凝固せず、さらに1
0’C4で冷却しても凝固しなかった。
これより、結晶核形成材を添加しないCaC12−H2
o組成は、蓄熱材として不適当であることが明白である
以上、実施例で示したように、本発明の蓄熱材はCaC
l2−H2O系にCaC12−H2oノ結晶核形成材と
して、B a T iSa、BaHf53 、 BaH
f5s 、  BaVSs。
B aNa S a、B a T a S3を加えたぬ
金物であるから、安価で安定したi熱と再生が行なえる
ものである。
実施例で示したように結晶核形成材は単独で使用しても
、あるいは複数種を組み合わせて使用しても同等の効果
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第13図は、本発明の実施例の蓄熱材の1o
Oo回加熱と冷却を繰り返した際の過冷却度の変化の様
子を示すものである。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名第1
図 !蒼す込Ln数(@)゛ 第2図 識豪す幻1t、mi獣(曽) 第3@ 第4図 8蒙す募ξ</l」暖(@) *5m 第6図 癩渠ν鑓し画数(前ン 第7fl!J 第8図 柔東り返しl敢(ピ) 第9図 第10図 /(/   、噴良す遂LlαA寥と(@ン憾 咳食敬
郷E

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11CaCl2と町ρとよりなる系に、B a T 
    iS s、B a Z r S s、B a Hf S
     s、B aVS 3、B aNb Sa、およびBa
    Ta53よりなる化合物群から選択された少なくとも一
    つの結晶核形成材を添加含有させてなることを特徴とす
    る蓄熱材。 (2JCa C12とH2Oとよりなる系においで、C
    aCl2が46.5〜55重量%含まれていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱材。 (3)  C&C12とH2Oとよりなる系1oO重量
    部に対する結晶核形成材の配合量が40重量部を超えな
    いことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱材
JP56195902A 1981-12-04 1981-12-04 蓄熱材 Pending JPS5896997A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112978795A (zh) * 2021-03-02 2021-06-18 绍兴文理学院 一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用

Cited By (2)

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