JPH0680959A - 蓄熱材組成物 - Google Patents
蓄熱材組成物Info
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- JPH0680959A JPH0680959A JP4270690A JP27069092A JPH0680959A JP H0680959 A JPH0680959 A JP H0680959A JP 4270690 A JP4270690 A JP 4270690A JP 27069092 A JP27069092 A JP 27069092A JP H0680959 A JPH0680959 A JP H0680959A
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Abstract
れた蓄熱材を提供する。 【構成】 硫酸ナトリウム10水和塩と、結晶水の異な
る硫酸ナトリウムと無水硫酸ナトリウムとからなり、硫
酸ナトリウムに対する結晶水のモル比が9.4〜6.5
であって、無水硫酸ナトリウムの粒子径が100μm以
下であることを特徴とする蓄熱材。
Description
ることの多い硫酸ナトリウム10水和塩および/または
硫酸ナトリウムの共晶塩を蓄熱材に用いるのに適するよ
うに改質する技術および蓄熱材組成部に関するものであ
る。
に入手し易く、潜熱量も大きいので室温付近の潜熱蓄熱
材として一般的に用いられてきた。しかし硫酸ナトリウ
ム10水和塩は過冷却現象と相分離現象を起こし、実用
化するために過冷却防止剤と相分離防止剤の開発が行な
われてきた。過冷却防止剤としては、硼砂(Na2B4
O7・10H2O)、ケイ酸塩、氷晶石などが相分離防
止剤としては、かんなくず、おがくず、パルプ、各種繊
維素混合物、澱粉、アルギン酸、シリカゲル、ケイ藻
土、水溶性樹脂や高吸水性樹脂やなどが検討されてき
た。これまで硫酸ナトリウム10水和塩系組成物におい
て、硫酸ナトリウムの水に対するモル比に関する発明
は、硫酸ナトリウム10水和塩100重量部に対して水
130〜190重量部からなる組成物(特開昭60−2
02183)、硫酸ナトリウム10水和塩100重量部
に対して水35重量部を加えて硫酸ナトリウムの飽和水
溶液とする(特公平1−15549)などがある。何れ
の発明も、融点で硫酸ナトリウム10水和塩が自分の結
晶水に完全には溶解せず、無水硫酸ナトリウムと硫酸ナ
トリウムの飽和溶液になるために、水を添加して無水硫
酸ナトリウムを完全に溶解させている。そのため余剰の
水が存在し相分離を発生させる原因となっている。
技術は、特公昭57−3604がある。この発明は、炭
酸ナトリウム10水和塩に添加する水酸化ストロンチウ
ム、水酸化バリウムおよび四ホウ酸ナトリウムの粒子径
を100m以下にすると核形成材として有効に作用する
というものであるが、主成分の粒子径を小さくするもの
ではない。
性を有し、且つ目的温度での蓄熱能力の大きい硫酸ナト
リウム10水和塩系組成物が求められている。
酸ナトリウム水和塩と無水硫酸ナトリウムとからなり、
硫酸ナトリウムに対する結晶水のモル比が9.4〜6.
5であって、無水硫酸ナトリウムの粒子径が100μm
以下であることを特徴とする蓄熱組成物。 2. 凝固点調整剤として塩化アンモニウム、臭化アン
モニウム、塩化ナトリウム等の他の無機塩の一種または
二種以上を添加した1項に記載された蓄熱材組成物。 3. 他の無機塩の粒子径を100μm以下とした1項
または2項に記載された蓄熱材組成物。 4. 過冷却防止剤として、硼砂、ケイ酸塩、氷晶石か
ら選んだ1または2以上と、相分離防止剤としてCM
C、アタパルジャイ粘土、アクリル吸水性樹脂から選ん
だ1または2以上を配合した、1項ないし3項のいずれ
か1項に記載された蓄熱材組成物。」 に関する。
付近に融解温度を有し潜熱量が大きく長期熱安定性に優
れた蓄熱材組成物を開発すべく鋭意検討した結果、硫酸
ナトリウム10水和塩(Na2SO4・10H2O)と
結晶水の異なる硫酸ナトリウム水和塩と無水硫酸ナトリ
ウムとからなり、硫酸ナトリウムに対する水のモル比が
9.4〜6.5である組成物が長期凝固・融解リサイク
ルに対して安定であることを見出した。また添加する無
水硫酸ナトリウムの粒子径を100μm以下とすること
で、目的温度での潜熱量が増加することが判った。硫酸
ナトリウムの水に対するモル比が9.4〜6.5である
組成物を得る方法として、無水硫酸ナトリウムと水の系
や硫酸ナトリウム10水和塩、無水硫酸ナトリウムおよ
び水の系など、その作製方法に制限はない。
無機塩を含有してもよく、硼砂、ケイ酸塩、氷晶石など
硫酸ナトリウム系組成物に通常用いられる過冷却防止剤
を添加してもよく、かんなくず、おがくず、パルプ、各
種繊維混合物、澱粉、アルギン酸、シリカゲル、ケイ藻
土、水溶性樹脂や架橋ポリアクリル酸塩、澱粉のグラフ
ト重合物、セルロースのグラフト重合物、酢酸ビニル−
アクリル酸エステル共重合体の部分ケン化物、架橋ポリ
ビニルアルコール、架橋ポリエチレンオキサイド等の高
吸水性樹脂など相分離防止剤を添加しても良い。
での運用を前提としている。実用化するにあたって相分
離の防止と長期熱リサイクル性能の安定化が必要であ
る。冷房期間は3カ月/年として1年に約100回の蓄
熱放熱を繰り返す。蓄熱システム設置後10年間はメン
テナンスフリーとするためには、最低1000回の熱サ
イクルを経ても初期性能を維持することが必要である。
そこで本発明は、硫酸ナトリウムに対する水のモル比が
9.4〜6.5であり、かつ添加する無水硫酸ナトリウ
ムの粒子径が100μm以下である組成物は、余剰の水
が系に存在しないことと、溶解しない無水硫酸ナトリウ
ムの粒子径が小さいためにシックナー効果を持つことか
ら相分離が起こりにくく、潜熱量も大きく、長期熱リサ
イクルにおいて安定した性能を示すことを見出した。
ル性能の向上を目的に検討を進めてきた結果、硫酸ナト
リウムに対する水のモル比を9.4〜6.5に調整する
ことで凝固・融解リサイクルにおける余剰の水がなくな
り、繰り返し性能が安定した。硫酸ナトリウムは10水
和塩が最も安定であるが、凝固・融解を繰り返す不安定
な状態では準安定な7水和塩が多く存在し、余剰の水が
存在していると考えられる。ただし、10水和塩が全く
存在しないわけではなく、硫酸ナトリウムの無水物、7
水和塩および10水和物の存在比を決定する事は非常に
困難である。
ナトリウム無水物、10水和塩、7水和塩の存在が確か
められており、本発明者はこのような組成物であるので
硫酸ナトリウムに対する結晶水のモル比が9.4〜6.
5に調整されると凝固・融解リサイクルにおける余剰の
水の発生がなく繰り返し性能が安定すると考える。7水
和物の存在比を決定することは困難だが、硫酸ナトリウ
ムに対する水のモル比を9.4〜6.5に調整すること
で系の余剰の水が無くなり、相分離を起こしにくくな
り、また余剰の水がなくなることで融解パターンがシャ
ープになることがわかった。硫酸ナトリウムに対するモ
ル比は9.4より大きいと10水和塩と変わりなく、
6.5より小さいと硫酸ナトリウムの無水物が析出す
る。好ましくは、9.0〜7.0モル、より好ましく
は、8.5〜7.5モルが良い。
おいて無水硫酸ナトリウムと硫酸ナトリウムの水溶液に
なり、無水硫酸ナトリウムは完全には溶解しない。あえ
て無水硫酸ナトリウムを添加し、組成物中の水量を減少
させることで長期熱リサイクル性能が向上し、潜熱量も
増加することを見出した。
水硫酸ナトリウムについて考える。無水硫酸ナトリウム
が水を取り込んで10水和塩となるので、無水硫酸ナト
リウムと水の接触面が大きいほど反応はスムーズに進む
と考えられる。反対に、水と接触出来ない無水硫酸ナト
リウムは10水和塩になることは無く、潜熱蓄熱材とし
て機能しないことが判る。また、無水硫酸ナトリウムの
粒子径が大きいと、沈降し易く相分離の原因の一つにな
ると考えられる。
無水硫酸ナトリウムの粒子径を100μm以下にする
と、1)水との接触面積が増大する、2)水と接触しな
い無水硫酸ナトリウムの量が減少し有効に利用できる、
3)沈降しにくくなる、4)増粘効果が期待できる、な
どの効果がある。実施例は後述するが、無水硫酸ナトリ
ウムの粒子径を小さくすることで潜熱量が増加した。
砕して用いてもよい。本発明は前述の先行技術の如く、
発核剤の粒子径に関するものでなく、主成分である無水
硫酸ナトリウムの粒子径を小さくすることにより潜熱量
が増加することを見出したもので、先行技術とは異なる
新規な発明である。
ウム、塩化ナトリウムおよび水を、37.3−10−5
−5−42.7重量%、39.7−10−5−5−4
0.3重量%および42.4−10−5−5−37.6
重量%となるように調製し、過冷却防止剤として硼砂を
硫酸ナトリウム系水和物100重量部に対して1.5重
量部、相分離防止剤としてアクリル吸水性樹脂(サンウ
エットM−1000三洋化成株式会社製)を硫酸ナトリ
ウム系水和物100重量部に対して1.5重量部添加し
てミキサーで撹拌調合した。無水硫酸ナトリウムは工業
グレードを使用し、精密粉砕機(ヤリヤ機械製作所製)
を用いて2度粉砕し、粒子径約50μm(メジアン径)
を得た。粒子径は堀場製作所社製粒度分布測定装置LA
−500を用いて測定した。実施例1〜3は、硫酸ナト
リウムに対する水のモル比が9、8および7である。調
製後、DSCにて−50〜50℃の温度範囲で潜熱量を
測定した。この組成物は、9〜11℃に蓄熱温度を有す
る蓄熱材であり、10℃付近と−30℃付近に潜熱ピー
クが存在する。−30℃付近の潜熱ピークは水と塩化ナ
トリウムなどの塩との共晶物で、本組成物にとっては不
必要な成分であり少い方がよい。測定結果を表1に示
す。比較例1〜7に比べて潜熱量が増加していることが
判る。
ウム、塩化ナトリウムおよび水を、33.2−10−5
−5−46.8重量%、35.2−10−5−5−4
4.8重量%、37.4−10−5−5−42.6重量
%、39.2−10−5−5−40.8重量%、42.
2−10−5−5−37.6重量%および48.3−1
0−5−5−31.7重量%となるように調製し、過冷
却防止剤として硼砂を硫酸ナトリウム系水和物100重
量部に対して1.5重量部、相分離防止剤としてアクリ
ル吸水性樹脂(サンウエットM−1000三洋化成株式
会社製)を硫酸ナトリウム系水和物100重量部に対し
て1.5重量部添加してミキサーで撹拌調合した。無水
硫酸ナトリウムは工業グレードを使用し、粒子径は約2
00〜400μmである。比較例1〜6は、硫酸ナトリ
ウムに対する水のモル比が11、10、9、8、7およ
び6である。実施例1と同様にDSCにて潜熱量を測定
した。測定結果を表1に示す。
ウム、塩化ナトリウムおよび水を、33.2−10−5
−5−46.8重量%および35.2−10−5−5−
44.8重量%となるように調製し、過冷却防止剤とし
て硼砂を硫酸ナトリウム系水和物100重量部に対して
1.5重量部、相分離防止剤としてアクリル吸水性樹脂
(サンウエットM−1000三洋化成株式会社製)を硫
酸ナトリウム系水和物100重量部に対して1.5重量
部添加してミキサーで撹拌調合した。無水硫酸ナトリウ
ムは実施例1と同じものを用いた。比較例7、8は、硫
酸ナトリウムに対する水のモル比が11および10であ
る。実施例1と同様にDSCにて潜熱量を測定した。測
定結果を表1に示す。
ウム、塩化ナトリウムおよび水を、37.3−5−10
−5−42.7重量%、39.7−5−10−5−4
0.3重量%および42.4−5−10−5−37.6
重量%となるように調製し、過冷却防止剤として硼砂を
硫酸ナトリウム系水和物100重量部に対して1.5重
量部、相分離防止剤としてアクリル吸水性樹脂(サンウ
エットM−1000三洋化成株式会社製)を硫酸ナトリ
ウム系水和物100重量部に対して1.5重量部添加し
てミキサーで撹拌調合した。本組成物は7〜9℃に蓄熱
温度を有する蓄熱材であり、9℃付近と−30℃付近に
潜熱ピークが存在する。無水硫酸ナトリウムは工業グレ
ードを使用し、精密粉砕機、振動ミルの順で粉砕した
後、350メッシュのふるいでメッシュパスし、粒子径
約30μm(メジアン径)を得た。実施例1〜3は、硫
酸ナトリウムの水に対するモル比が9、8および7であ
る。実施例1と同様にDSCにて潜熱量を測定した。測
定結果を表2に示す。比較例9〜16に比べて潜熱量が
増加していることが判る。
ウム、塩化ナトリウムおよび水を、33.2−5−10
−5−46.8重量%、35.2−5−10−5−4
4.8重量%および37.4−5−10−5−42.6
重量%、39.2−5−10−5−40.8重量%、4
2.4−5−10−5−37.6重量%および48.3
−5−10−5−31.7重量%となるように調製し、
過冷却防止剤として硼砂を硫酸ナトリウム系水和物10
0重量部に対して1.5重量部、相分離防止剤としてア
クリル吸水性樹脂(サンウエットM−1000三洋化成
株式会社製)を硫酸ナトリウム系水和物100重量部に
対して1.5重量部添加してミキサーで撹拌調合した。
無水硫酸ナトリウムは比較例1と同じものを使用した。
比較例9〜14は、硫酸ナトリウムの水に対するモル比
が11、10、9、8、7および6である。実施例1と
同様にDSCにて潜熱量を測定した。測定結果を表2に
示す。
ウム、塩化ナトリウムおよび水を、33.2−5−10
−5−46.8重量%および35.2−5−10−5−
44.8重量%となるように調製し、過冷却防止剤とし
て硼砂を硫酸ナトリウム系水和物100重量部に対して
1.5重量部、相分離防止剤としてアクリル吸水性樹脂
(サンウエットM−1000三洋化成株式会社製)を硫
酸ナトリウム系水和物100重量部に対して1.5重量
部添加してミキサーで撹拌調合した。無水硫酸ナトリウ
ムは実施例4と同じものを使用した。比較例15、16
は、硫酸ナトリウムの水に対するモル比が11および1
0である。実施例1と同様にDSCにて潜熱量を測定し
た。測定結果を表2に示す。
よび塩化ナトリウムを、85.9−4.1−10重量
%、81.2−8.8−10重量%および76−14−
10重量%となるように調製し、過冷却防止剤として硼
砂を硫酸ナトリウム系水和物100重量部に対して1.
5重量部、相分離防止剤としてアクリル吸水性樹脂(サ
ンウエットM−1000三洋化成株式会社製)を硫酸ナ
トリウム系水和物100重量部に対して1.5重量部添
加してミキサーで撹拌調合した。実施例7〜9は硫酸ナ
トリウムに対する水のモル比が9、8および7である。
本組成物は18〜20℃に蓄熱温度を有する蓄熱材であ
り、実施例1と同様にDSCにて潜熱量を測定した。無
水硫酸ナトリウムは工業グレードを使用し、精密粉砕
機、振動ミルの順で粉砕した後、350メッシュのふる
いでメッシュパスし、粒子径約30μm(メジアン径)
を得た。測定結果を表3に示す。比較例17〜19に比
べて潜熱量が増加していることが判る。
よび塩化ナトリウムを、85.9−4.1−10重量
%、81.2−8.8−10重量%および76−14−
10重量%となるように調製し、過冷却防止剤として硼
砂を硫酸ナトリウム系水和物100重量部に対して1.
5重量部、相分離防止剤としてアクリル吸水性樹脂(サ
ンウエットM−1000三洋化成株式会社製)を硫酸ナ
トリウム系水和物100重量部に対して1.5重量部添
加してミキサーで撹拌調合した。比較例7〜9は硫酸ナ
トリウムに対する水のモル比が9、8および7である。
本組成物は18〜20℃に蓄熱温度を有する蓄熱材であ
り、実施例1と同様にDSCにて潜熱量を測定した。無
水硫酸ナトリウムは比較例1同じものを使用した。測定
結果を表3に示す。
も初期の安定した熱リサイクル性を形成する。
Claims (4)
- 【請求項1】 硫酸ナトリウム10水和塩と結晶水の異
なる硫酸ナトリウム水和塩と無水硫酸ナトリウムとから
なり、硫酸ナトリウムに対する結晶水のモル比が9.4
〜6.5であって、無水硫酸ナトリウムの粒子径が10
0μm以下であることを特徴とする蓄熱組成物。 - 【請求項2】 凝固点調整剤として塩化アンモニウム、
臭化アンモニウム、塩化ナトリウム等の他の無機塩の一
種または二種以上を添加した請求項1に記載された蓄熱
材組成物。 - 【請求項3】 他の無機塩の粒子径を100μm以下と
した請求項1または2に記載された蓄熱材組成物。 - 【請求項4】 過冷却防止剤として、硼砂、ケイ酸塩、
氷晶石から選んだ1または2以上と、相分離防止剤とし
てCMC、アタパルジャイ粘土、アクリル吸水性樹脂か
ら選んだ1または2以上を配合した、請求項1ないし3
のいずれか1項に記載された蓄熱材組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4270690A JPH0680959A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 蓄熱材組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4270690A JPH0680959A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 蓄熱材組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0680959A true JPH0680959A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17489600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4270690A Pending JPH0680959A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 蓄熱材組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0680959A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225474A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Sk Science Kk | 蓄熱材 |
JP6176581B1 (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-09 | ジャパンコールドチェーン株式会社 | 蓄冷剤、保冷収容具及び保冷輸送方法 |
WO2017138177A1 (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | ジャパンコールドチェーン株式会社 | 蓄冷剤、保冷収容具及び保冷輸送方法 |
WO2017164304A1 (ja) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | 株式会社カネカ | 蓄熱材組成物及びその利用 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP4270690A patent/JPH0680959A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108603098A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-09-28 | 日本冷链有限公司 | 蓄冷剂、保冷收纳用具和保冷运输方法 |
US10669466B2 (en) | 2016-02-12 | 2020-06-02 | Japan Cold Chain Co., Ltd | Cold-storage agent, refrigerated container, and method for refrigerated transportation |
WO2017164304A1 (ja) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | 株式会社カネカ | 蓄熱材組成物及びその利用 |
US10442969B2 (en) | 2016-03-23 | 2019-10-15 | Kaneka Corporation | Heat storage material composition and use thereof |
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