JPS6318989B2 - - Google Patents
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- JPS6318989B2 JPS6318989B2 JP8674382A JP8674382A JPS6318989B2 JP S6318989 B2 JPS6318989 B2 JP S6318989B2 JP 8674382 A JP8674382 A JP 8674382A JP 8674382 A JP8674382 A JP 8674382A JP S6318989 B2 JPS6318989 B2 JP S6318989B2
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Description
本発明は、CaCl2・6H2Oを主体とする蓄熱材
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
た蓄熱材は、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CaCl2・6H2Oは融点約29℃、融解潜
熱43Cal/ｇ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、CaCl2・6H2Oは一
度融解すると、非常に過冷却状態になりやすく、
その融液は０℃に冷却しても凝固しないことがあ
る。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
た蓄熱材にとつては致命的欠点である。 本発明は、CaCl2とH2Oよりなる系に、
BaFeO3-x（Ｏｘ0.53）をCaCl2・6H2Oに対す
る結晶核形成材として添加含有させることによつ
て、過冷却を防止し、単位体積当り、単位質量当
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、CaCl2・6H2O組成は、CaCl250.66
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。そのときの潜熱は43Cal/ｇ
である。また、CaCl246.5重量％とH2O53.5重量
％からなる系は、約28℃で均一なCaCl2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、CaCl2・6H2Oが結晶
化しはじめ、冷却されるに従つてCaCl2・6H2O
の比率が増加する。約20℃まで冷却されたなら
ば、この系の全質量の約50重量％がCaCl2・
6H2Oとなり、残り50重量％がCaCl2水溶液とな
る。そのため、CaCl246.5重量％とH2O53.5重量
％の系は28℃以上の温度から20℃まで冷却される
と過冷却がほとんどなく、CaCl2・6H2Oがうま
く結晶化したとすると、回収出来る潜熱量は、約
22Cal/ｇとなる。 また、CaCl2・H2O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のは当然である。つまり、
CaCl2とH2O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併用して行うことが
できる。しかし、あまりCaCl2濃度の低い系を用
いることは、潜熱を利用した蓄熱材の特徴を失な
われてしまうため、CaCl246.5重量％以上含有す
るCaCl2・H2O系を用いることが適切である。 逆に、CaCl2・H2O系において、CaCl2の含有
量を増加させていくと、CaCl250.66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CaCl2・6H2Oとならず、一部CaCl2・
4H2Oのまま残る。CaCl2を55重量％以上含む
CaCl2−H2O系においては、単位質量当りの潜熱
量が22Cal/ｇ以下になるため実用的でなくなる。
そのため、実際用いるCaCl2−H2O系は、CaCl2
を55重量％以下の範囲で含有するのが適切であ
る。 なお、CaCl2・6H2Oに対する結晶核形成材で
あるBaFeO3-x（Ｏｘ0.53）の添加量は
CaCl2・6H2O10重量部に対して、0.1重量部程度
でも十分効果があり、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、本発明の蓄熱材を空調用
蓄熱装置等で使用する場合、100〜1000Kg程度用
いるのが普通である。そのような場合、CaCl2・
6H2Oを融解させても、均一な水溶液とはなら
ず、上部にはCaCl2の低濃度溶液が、下部には結
晶核形成材の沈澱物およびCaCl2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CaCl2溶液
中へ溶解せず、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
まり混和量の下限は、用いるCaCl2−H2O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、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ことではなく、蓄熱材全体
からみると、その蓄熱量を減少させることにな
る。そのため、実用的には、CaCl2−H2O系100
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。 以下本発明の実施例を説明する。 実施例で用いた試料の組成を第１表に示す。と
ころでBaFeO3-x（Ｏｘ0.53）は、BaCO3ある
いはBa（NO3）2とFe2O3をモル比で１対１になる
ように、ボールミルを用いて混合し、その混合物
を酸素ガス雰囲気中で焼成することによつて得
た。ｘの値は、化学分析によつて求めた。
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
た蓄熱材は、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CaCl2・6H2Oは融点約29℃、融解潜
熱43Cal/ｇ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、CaCl2・6H2Oは一
度融解すると、非常に過冷却状態になりやすく、
その融液は０℃に冷却しても凝固しないことがあ
る。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
た蓄熱材にとつては致命的欠点である。 本発明は、CaCl2とH2Oよりなる系に、
BaFeO3-x（Ｏｘ0.53）をCaCl2・6H2Oに対す
る結晶核形成材として添加含有させることによつ
て、過冷却を防止し、単位体積当り、単位質量当
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、CaCl2・6H2O組成は、CaCl250.66
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。そのときの潜熱は43Cal/ｇ
である。また、CaCl246.5重量％とH2O53.5重量
％からなる系は、約28℃で均一なCaCl2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、CaCl2・6H2Oが結晶
化しはじめ、冷却されるに従つてCaCl2・6H2O
の比率が増加する。約20℃まで冷却されたなら
ば、この系の全質量の約50重量％がCaCl2・
6H2Oとなり、残り50重量％がCaCl2水溶液とな
る。そのため、CaCl246.5重量％とH2O53.5重量
％の系は28℃以上の温度から20℃まで冷却される
と過冷却がほとんどなく、CaCl2・6H2Oがうま
く結晶化したとすると、回収出来る潜熱量は、約
22Cal/ｇとなる。 また、CaCl2・H2O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のは当然である。つまり、
CaCl2とH2O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併用して行うことが
できる。しかし、あまりCaCl2濃度の低い系を用
いることは、潜熱を利用した蓄熱材の特徴を失な
われてしまうため、CaCl246.5重量％以上含有す
るCaCl2・H2O系を用いることが適切である。 逆に、CaCl2・H2O系において、CaCl2の含有
量を増加させていくと、CaCl250.66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CaCl2・6H2Oとならず、一部CaCl2・
4H2Oのまま残る。CaCl2を55重量％以上含む
CaCl2−H2O系においては、単位質量当りの潜熱
量が22Cal/ｇ以下になるため実用的でなくなる。
そのため、実際用いるCaCl2−H2O系は、CaCl2
を55重量％以下の範囲で含有するのが適切であ
る。 なお、CaCl2・6H2Oに対する結晶核形成材で
あるBaFeO3-x（Ｏｘ0.53）の添加量は
CaCl2・6H2O10重量部に対して、0.1重量部程度
でも十分効果があり、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、本発明の蓄熱材を空調用
蓄熱装置等で使用する場合、100〜1000Kg程度用
いるのが普通である。そのような場合、CaCl2・
6H2Oを融解させても、均一な水溶液とはなら
ず、上部にはCaCl2の低濃度溶液が、下部には結
晶核形成材の沈澱物およびCaCl2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CaCl2溶液
中へ溶解せず、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
まり混和量の下限は、用いるCaCl2−H2O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、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ことではなく、蓄熱材全体
からみると、その蓄熱量を減少させることにな
る。そのため、実用的には、CaCl2−H2O系100
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。 以下本発明の実施例を説明する。 実施例で用いた試料の組成を第１表に示す。と
ころでBaFeO3-x（Ｏｘ0.53）は、BaCO3ある
いはBa（NO3）2とFe2O3をモル比で１対１になる
ように、ボールミルを用いて混合し、その混合物
を酸素ガス雰囲気中で焼成することによつて得
た。ｘの値は、化学分析によつて求めた。
【表】
第１表に示した組成の試料は1000ｇを内径100
mm、高さ100mmの円筒形容器に収納し、熱電対挿
入管付の栓で密封した。その容器をウオーターバ
スに入れ、40℃と10℃の間で加熱及び冷却を繰り
返した。結晶核形成材を加えた試料は、いずれも
安定して融解と凝固を繰り返した。 これらの試料を連続して1000回加熱、冷却を繰
り返した際の過冷却度（凝固温度と過冷却の破れ
る温度との差）の変化の様子を第１図から第８図
にそれぞれ示す。図の横軸は、加熱、冷却の繰り
返し回数を対数目盛で示したものであり、縦軸は
過冷却度である。 また、これらの試料の潜熱を、示差走査熱量計
（DSC）を用いて測定した。その結果を第２表に
示す。
mm、高さ100mmの円筒形容器に収納し、熱電対挿
入管付の栓で密封した。その容器をウオーターバ
スに入れ、40℃と10℃の間で加熱及び冷却を繰り
返した。結晶核形成材を加えた試料は、いずれも
安定して融解と凝固を繰り返した。 これらの試料を連続して1000回加熱、冷却を繰
り返した際の過冷却度（凝固温度と過冷却の破れ
る温度との差）の変化の様子を第１図から第８図
にそれぞれ示す。図の横軸は、加熱、冷却の繰り
返し回数を対数目盛で示したものであり、縦軸は
過冷却度である。 また、これらの試料の潜熱を、示差走査熱量計
（DSC）を用いて測定した。その結果を第２表に
示す。
【表】
【表】
これらの試料はいずれも30Cal/ｇ以上の潜熱
を有し、蓄熱材としてきわめてすぐれたものとな
つている。 比較例 CaCl2・6H2O1000ｇを実施例と同様の容器に
収納し、ウオターバス中で40℃に加熱して
CaCl2・6H2Oをすべて融解した。その後、10℃
まで冷却したが、CaCl2・6H2Oは凝固せず、液
体のままであつた。 以上、実施例で示したように、本発明の蓄熱材
は、CaCl2とH2Oよりなる系にCaCl2・6H2Oの結
晶形成材としてBaFe2O3-x（Ｏｘ0.53）を添
加混合させた混合物であるから、連続して1000回
加熱・冷却を繰り返しても、安定して融解と凝固
が起こり、安価でしかも蓄熱量の大きなものであ
る。したがつて、本発明の蓄熱材は、空調用の蓄
熱装置だけでなく蓄熱を利用するあらゆる方面に
利用することができる。
を有し、蓄熱材としてきわめてすぐれたものとな
つている。 比較例 CaCl2・6H2O1000ｇを実施例と同様の容器に
収納し、ウオターバス中で40℃に加熱して
CaCl2・6H2Oをすべて融解した。その後、10℃
まで冷却したが、CaCl2・6H2Oは凝固せず、液
体のままであつた。 以上、実施例で示したように、本発明の蓄熱材
は、CaCl2とH2Oよりなる系にCaCl2・6H2Oの結
晶形成材としてBaFe2O3-x（Ｏｘ0.53）を添
加混合させた混合物であるから、連続して1000回
加熱・冷却を繰り返しても、安定して融解と凝固
が起こり、安価でしかも蓄熱量の大きなものであ
る。したがつて、本発明の蓄熱材は、空調用の蓄
熱装置だけでなく蓄熱を利用するあらゆる方面に
利用することができる。
第１図から第８図は、それぞれ本発明にかかる
蓄熱材の実施例の蓄熱材の過冷却度の変化の様子
を示す図である。
蓄熱材の実施例の蓄熱材の過冷却度の変化の様子
を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ CaCl2とH2Oよりなる系に、BaFeO3-x（０
ｘ0.53）をCaCl2・6H2Oに対する結晶核形成材
として添加含有させたことを特徴とする蓄熱材。 ２ CaCl2とH2Oよりなる系において、CaCl2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 CaCl2とH2Oよりなる系100重量部に対する
結晶核形成材の配合量が40重量部を越えないこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄熱
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086743A JPS58204086A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 蓄熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086743A JPS58204086A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 蓄熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58204086A JPS58204086A (ja) | 1983-11-28 |
| JPS6318989B2 true JPS6318989B2 (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=13895271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57086743A Granted JPS58204086A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 蓄熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58204086A (ja) |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP57086743A patent/JPS58204086A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58204086A (ja) | 1983-11-28 |
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